Cтраница 4
Изложены современные методы расчета теплообмена в топках паровых котлов, базирующиеся на результатах новых экспериментальных исследований и теоретических разработок. Приведены данные об излучательной способности пламени, образующегося при сжигании мазута, газа н угольной пыли. Рассмотрены вопросы излучения твердых частиц и газа в пылеугольных и газомазутных топках. [46]
В последние годы получили широкое распространение крупные энергоблоки, для которых основным топливом является мазут, а буферным - природный газ. Эмиссионные свойства мазутных и газовых факелов отличны друг от друга. Это обстоятельство создает известные трудности при проектировании и эксплуатации газомазутных топок парогенераторов с естественной циркуляцией. При попеременном сжигании в топке газа и мазута количество тепла, воспринимаемое топочными экранами, различно; при сильносветящемся мазутном факеле оно больше, а при слабосветящемся газовом факеле - меньше. Вследствие этого температура на выходе газов из топки в последнем случае выше, чем в первом. Различие может достигать значений порядка 100 С, что не может не отражаться на тепловосприятии конвективных поверхностей нагрева парогенератора. При переходе с мазута на природный газ температура перегретого пара обычно увеличивается на 30 - 50 С. [47]
Некоторые авторы утверждают, что для соблюдения нужной температуры перегрева пара в котле при переходе с мазута на газ необходимо газ сжигать в светящемся факеле пламени. На основании большого опыта эксплуатации в работе [41 ] сделан противоположный вывод. Для получения прозрачного короткого факела, при котором легче добиться в условиях газомазутной топки с повышенным теплонапряжением отсутствия химического недожога, необходимо перемешивать газ с воздухом в горелке и амбразуре. [48]
Так, при сжигании газа инерционность топки незначительна и ее постоянная времени составляет 15 - 20 с. Инерционность же пылеугольной топки с жидким шлакоудалением значитель, но превышает инерционность газомазутной топки. [49]
Уменьшение числа ходов и значительное снижение разности температур в стыкуемых панелях газоплотных экранов могут быть достигнуты при применении комбинированной циркуляции, когда при нагрузке котла ниже 80 % номинальной часть потока перед встроенной задвижкой отбирается и нагнетается на вход в НРЧ. Комбинированная циркуляция способствует снижению и теплогидравличес-ких разверок, так как уменьшается приращение энтальпий в парогенерирующих элементах. Однако применение комбинированной циркуляции создает проблемы при регулировании котла сверхкритического давления на скользящих параметрах, при этом усложняются способы предотвращения интенсивных внутренних отложений из-за значительного увеличения энтальпий на входе в парогенериру-ющие элементы для газомазутных топок с высокими тепловыми нагрузками. Особое значение приобретает разработка смесительных устройств, которые должны при минимальных гидравлических потерях обеспечить смешение циркулирующего и основного потоков. [50]
В мазутных топках с энерговыделением 230 - 290 квт / м3 ( 200 - 250 тыс. ккал / м3 - ч) резко выраженный максимум излучения находится в зоне ядра горения, при этом локальные тепловые нагрузки радиационных поверхностей нагрева значительно превышают средние. При движении газов к выходному топочному окну интенсивность излучения падает, снижаясь примерно в 2 - 2 5 раза. Следовательно, по интенсивности энерговыделения мазутный и газовый факел заметно неоднороден и состоит из нескольких фаз: фазы воспламенения с максимальным энерговыделением, в которой выгорает максимальное количество топлива, фазы с преобладанием диффузионной области горения со средним энерговыделением и фазы дожигания с минимальным энерговыделением. В связи с этим температура газов на выходе из газомазутной топки в значительной мере определяется положением ядра факела по высоте топки. [51]
Эти отложения характерны своей гигроскопичностью и высокой растворимостью в воде и вместе с тем большой прочностью, вследствие чего обдувка поверхностей нагрева, лежащих в области высоких температур, сравнительно мало эффективна. Хвостовые поверхности лучше поддаются обдувке, причем можно применять перегретый пар или сжатый воздух. Обмывка водой дает хорошие результаты, однако проведение ее на работающем котле ведет к заносу плотными отложениями дымососа. Поэтому ее приходится производить на остановленном котле. Работа газомазутных топок во многом определяется правильным выбором конструкции горело. В газомазутных топках применяются комбинированные горелки, допускающие сжигание газа и мазута как порознь, так и одновременно. [52]
В соответствии с намеченными перспективами развития энергомашиностроения СССР на ближайшие и последующие годы основное внимание конструкторов и исследователей должно быть обращено на создание высокоэффективных, надежно работающих топочных устройств для мощных котлов, обеспечивающих наряду с высокой экономичностью и надежностью снижение затрат металла и стоимости сооружения котельных агрегатов. Исходя из этого, основное внимание должно быть уделено созданию и освоению топок, предназначенных для работы на угольной пыли. Одновременно с этим должны проводиться научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по созданию и освоению высокофорсированных газомазутных топок. [53]
Эти отложения характерны своей гигроскопичностью и высокой растворимостью в воде и вместе с тем большой прочностью, вследствие чего обдувка поверхностей нагрева, лежащих в области высоких температур, сравнительно мало эффективна. Хвостовые поверхности лучше поддаются обдувке, причем можно применять перегретый пар или сжатый воздух. Обмывка водой дает хорошие результаты, однако проведение ее на работающем котле ведет к заносу плотными отложениями дымососа. Поэтому ее приходится производить на остановленном котле. Работа газомазутных топок во многом определяется правильным выбором конструкции горело. В газомазутных топках применяются комбинированные горелки, допускающие сжигание газа и мазута как порознь, так и одновременно. [54]
Интенсивность излучения твердых частиц зависит от их размера и концентрации в топочном объеме. По удельной интенсивности излучения коксовые частицы приближаются к абсолютно черному телу, но при сжигании пыли твердого топлива их концентрация в факеле мала ( примерно 0 1 кг / м3) и поэтому излучение коксовых частиц на экраны топки составляет 25 - 30 % суммарного излучения топочной среды. Золовые частицы заполняют весь топочный объем, концентрация их зависит от зольности топлива. Тепловое излучение золовых частиц в факельных топках составляет 40 - 60 % суммарного излучения топочной среды. Сажистые частицы образуются при сжигании мазута и природного газа. В ядре факела они имеют высокую концентрацию и обладают большой излучательной способностью. Излучение трехатомных газов, заполняющих объем топочной камеры, определяется их концентрацией и толщиной объема излучения. Доля излучения трехатомных газов составляет 20 - 30 % суммарного излучения. В газомазутных топках условно разделяют длину факела на две части - светящуюся и несветящуюся. [55]