Идеальные циклы паросиловых установок

Рис. 7. ?9. Характер движения факела в топочных камерах с твердым шлако-
удалением:
а — прямоточный 5-образный факел; 6 — встречно-прямоточный факел; в — вертикально-вихревой факел; г — сочетание прямоточного и горизонтально вихревого факелов
быстро отвердевают и по крутым скатам воронки ссыпаются в шлакоприемное устройство. Количество золы, уловленной таким способом через холодную воронку, невелико и составляет 5—10% общего золосодержания топлива. Основная часть золы уносится продуктами сгорания через конвективные газоходы и затем осаждается в золоулавливающих устройствах. Гранулированные шлаковые частицы непрерывно удаляются из ванны шнековым, скребковым или роторным механизмом. Водяная ванна выполняет одновременно роль гидрозатвора против подсоса снизу в топку холодного воздуха. Аэродинамика топочного объема должна быть так организована, чтобы вблизи настенных экранов температура газов была не выше характерной температуры золы Г_А, начиная с которой золовые частицы становятся липкими и создают опасность шлакования стен. Поэтому средние тепловые напряжения сечения топочной камеры и топочного объема при твердом шлако- удалении, как правило, имеют невысокие значения. Это неизбежно приводит к увеличению размеров топочных камер и их металлоемкости.
Так, топочная камера прямоточного котла П-59 для блока 300 МВт при сжигании подмосковного бурого угля в прямоточном факеле по схеме (рис. 7.19, б) имеет размеры ахвхИ_л = = 21,8x9,56x48 м.
Пылеугольные топки с удалением шлака в твердом состоянии обычно применяют для сжигания топлив с большим и умеренным выходом летучих веществ (У‘^1а/> 25%).
Наиболее распространенными являются схемы сжигания топлив в подъемном прямоточном факеле (рис. 7.19, а, б) с применением вихревых горелок при однофронтальном размещении и прямоточных горелок (встречное расположение). При создании мощных паровых котлов для сжигания сибирских бурых углей более предпочтительной оказалась схема сжигания с вертикальным вихревым факелом и расположением прямоточных горелок в несколько ярусов по высоте (рис. 7.19, в). Такая схема снижает вероятность заброса факела на стены топки и связанного с этим шлакования экранов, а рассредоточение горелок по высоте топки (до 12 м) ведет к уменьшению энерговыделения в сечении каждого яруса горелок. При этом снижается уровень температур в зоне растянутого ядра факела и заметно сокращается образование вредных оксидов азота N0^..
Практически полное сжигание топлива достигается при избытках воздуха на выходе из топки а_т = 1,15-1,20. С учетом неизбежных присосов в топку холодного воздуха извне избыток воздуха в горелках а_т = 1,05-1,1.
В топках, предназначенных для сжигания топлив с тугоплавкой золой, производится глубокое охлаждение газов в связи с тем, что при высоких температурах передача теплоты топочным экранам излучением более эффективна, чем передача теплоты конвекцией в конвективных поверхностях нагрева.
В верхней части задней стены топки иногда выполняют выступ, который улучшает заполнение камеры факелом и способствует более равномерному омыванию газами ширм и первых пакетов конвективных поверхностей нагрева.