Предложения по снижению экологического риска при эксплуатации котельной поселка «Мирный»

В конце  решетки на поперечной балке устанавливаются неподвижные, колосники, предотвращающие налипание шлака на обмуровку задней стенки топки. Передняя часть решетки перекрыта неподвижными чугунными плитами с отверстиями для прохода воздуха. Живое сечение колосникового полотна составляет 4—5%. Топливо загружается на решетку периодически вручную через загрузочную дверцу. Шлак удаляется поочередно с передней и задней секций поворотом колосников, после чего горящий уголь разравнивается и загружается свежее топливо.

Полумеханические  топки с забрасывателями имеют особое устройство, предназначенное для непрерывного механизированного заброса топлива в топку и распределения его по всей площади колосниковой решетки. Забрасыватели могут быть механическими, когда топливо вводится в топку ударами вращающихся лопастей забрасывающего механизма, пневматическими, при которых топливо подается в топку струей воздуха или пара, и пневмомеханическими, в которых объединены оба названных принципа. Механические и пневматические забрасыватели обладают существенными недостатками. Так, при применении механических забрасывателей крупные куски топлива падают дальше, чем мелкие, а при пневматических забрасывателях, наоборот, крупные куски выпадают из струи раньше мелких. При пневмомеханических забрасывателях удается достигнуть значительно более равномерного распределения различных фракций топлива по длине решетки.

В настоящее  время в СССР выпускаются топки с пневмомеханическими забрасывателями.

Полумеханические  топки ЗП-РПК выпускаются трех типоразмеров и предназначены для установки в небольших паровых котлах. В топках могут сжигаться грохоченые и рядовые каменные и бурые угли различных марок, а также антрациты марок AM и АС.

Эксплуатация  решетки сильно усложняется, если приведенная зольность используемого топлива превышает следующие значения: для каменных углей Лп=3,2 %, для бурых Ап=4,2%. Для обеспечения надежного зажигания не рекомендуется применение топлива с приведенной влажностью более 8,8 %. Содержание мелочи (0—6 мм) в угле не должно превышать 60%, максимальный размер куска — 50 мм.

Основными элементами топки ЗП-РПК являются решетки с поворотными колосниками, аналогичные решетке типа РПК, и забрасыватели с угольными ящиками.

Пневмомеханический  забрасыватель состоит из пластинчатого питателя, забрасывающего механизма ротационного типа и кас-кадно-лоткового угольного ящика. Ротор забрасывателя вращается от электродвигателя через клиноременную передачу, обеспечивающую в зависимости от качества топлива или длины решетки, частоты вращения: 470, 600 и 910 об/мин. От вала ротора через двухступенчатый редуктор и храповый механизм приводится в движение пластинчатый питатель. Подача топлива в топку регулируется изменением скорости движения пластинчатой цепи. Имеется вал группового управления забрасывателя, к которому может быть подключена система автоматического регулирования или дистанционного управления процессом горения.

Под лотком забрасывателя устанавливаются фурменные колосники системы пневмоза-броса. Воздух к фурмам подводится от главного воздушного короба по чугунным стоякам, установленным в обмуровке фронтовой стены топочной камеры.

Уголь из угольного ящика поступает на питатель пневмомеханического забрасывателя, который непрерывно подает топливо на вращающийся ротор. Крупные фракции равномерно разбрасываются по всей площади решетки, а мелкие отвеиваются в топочный объем воздухом, поступающим из системы пневмозаброса. Горение на решетке происходит в тонком слое, толщина которого устанавливается в зависимости от сорта топлива и форсировки топки.

Продувка  слоя воздухом устраняет спекание угля и сплавление шлака, а интенсивное нижнее зажигание — обеспечивает устойчивую работу на высоковлажных бурых и трудно-воспламеняющихся топливах. Топка может работать как на холодном дутье, так и на горячем воздухе. Подогрев воздуха обязателен при сжигании   высоковлажных   бурых   углей.

По условиям надежности работы элементов решетки температура горячего воздуха не должна превышать 250 °С.

Шлак  удаляется с колосниковой решетки  периодически вручную. Для этого выключается подача топлива на одну секцию и слой дожигается. Затем выключается подача воздуха, колосники решетки поворачиваются и шлак проваливается в шлаковый бункер, после чего на колосники вручную   нагребается   горящий уголь с работающей секции и включается подача топлива и воздуха. Толщина слоя шлака перед чисткой в зависимости от вида топлива составляет 150—250 мм.

Котлы с достаточно большой теп-лопроизводительностью  часто оборудуются механическими топками с решеткой прямого хода. Эти решетки предъявляют определенные требования к качеству топлива. Перемещение топлива вместе с подвижным полотном затрудняет сжигание мелкого и неоднородного топлива. При сжигании подобных топлив на решетке образуются кратеры, приводящие к появлению больших избытков воздуха, что вызывает повышенный механический недожог и резкое снижение нагрузки. В связи с этим максимальный размер кусков не должен превышать 40 мм, содержание мелочи с размером 0—6 мм не должно быть выше 50— 55 %. Замена рядового топлива сортированным значительно улучшает процесс горения.

На рис. 3 представлена решетка прямого хода типа ТЧ, предназначенная для сжигания грохоченых антрацитов марок АС и AM. В комплект цепной решетки входят привод, шлакосниматель, опоры нижней ветви и ящик с регулятором толщины слоя.

Колосниковое  полотно решетки чешуйчатого типа состоит из ведущих цепей, на которых закреплены держатели колосников. Колосники вставляются в держатели так, что при движении полотна поворачиваются вокруг ведущей звездочки для очистки от шлака. Верхняя ветвь полотна катится по настилу рамы на роликах, а нижняя скользит по опорным рамам. В конце решетки на отдельной опоре устанавливается шлакосниматель, который служит для очистки полотна от шлака и препятствует перетечке воздуха из подре-шеточного  пространства  в  топочную  камеру.

Живое сечение колосникового полотна  составляет 5—7 %. На подводящих воздушных патрубках устанавливаются клапаны, при помощи которых можно регулировать количество воздуха отдельно по каждой зоне. Воздух подводится под решетку шириной 2700 мм с одной стороны, шириной 3070 мм — с двух сторон. Привод состоит из четырехскоростно-го электродвигателя и червячного редуктора с двухступенчатой коробкой скоростей. Привод решетки может быть установлен как с правой, так и с левой стороны.

В угольном ящике располагаются охлаждаемый водой регулятор слоя и секторный затвор с их приводами.

Толщина слоя на решетке устанавливается в зависимости от сорта топлива в пределах 150—250 мм.

В передней части решетки топливо подсушивается и воспламеняется, на средней части располагается зона активного горения, в конце решетки дожигаются остатки горючего в шлаке. Топки ТЧ могут работать на холодном дутье, но с целью интенсификации подготовки и воспламенения угля рекомендуется подогревать дутьевой воздух до температуры не выше 200 °С (по условиям надежности работы элементов колосникового полотна).

При сжигании спекающихся каменных углей на решетках прямого хода такие угли либо спекаются в крупные комья, либо покрываются коркой, которая препятствует горению. В том и другом случае для поддержания горения требуется интенсивная ручная шуровка слоя.

Широкое распространение для котлов относительно небольшой теплопроизводительности получили механические топки с забрасывателями и цепной решеткой обратного хода.

В этих топках удачно используется неравномерность  распределения топлива по длине полотна при подаче его пневмомеханическим ротационным забрасывателем; при таких забрасывателях куски топлива, пролетая через все топочное пространство над раскаленным слоем, прогреваются и укладываются на решетку таким образом, что самые крупные куски располагаются в конце решетки, а остальные ближе к фронту.

Топочные  устройства для сжигания древесных отходов. Для древесных отходов, предварительно измельченных до размера кусков 50 – 100 мм (рубленная щепа, дробленные рейки, горбыли и кора, отходы при ножевой корке древесины), применяется слоевое сжигание в малонапряженных и высоконапряженных топочных устройствах.

Малонапряженные топочные устройства – шахтные топки с неподвижной наклонной решеткой, выпускавшиеся с ручными колосниковыми решетками по ГОСТ 3682-47. Высоконапряженные топочные устройства – топки скоростного горения системы ЦКТИ – Померанцева. По характеру движения топлива топки классифицируются как механизированные – слоевое топочное устройство с естественным движением топлива под действием силы тяжести. Топки скоростного горения работают с видимым теплонапряжением зеркала горения до 10*10 ккал/(м *ч) при умеренных избытках воздуха и невысоких топочных потерях. Форсированное сжигание топлива достигается огневой подсушкой с частичным горением в верхней части предтопка и последующим горением и нижнем  зажатом слое.

Для сжигания коры и древесных отходов под котлоагрегатами  КМ-75-40 Белгородского котлостроительного завода используются топки с наклонной финской решеткой и решеткой ТЧ, сочетающие слоевой и камерный способы сжигания. Кроме сжигания коры и древесных отходов, под котлом осуществляются пылевидное сжигание мазута и природного газа, а также совместное сжигание этих топлив с корой. Топки относятся к высоконапряженным топочным устройствам, теплонапряжение  топочного объема – 64,3 *10 ккал/(м *ч), теплонапряжение решетки – 1,3*10 ккал/(м *ч).

Для сжигания мелкофракционных древесных отходов (лигнина и опилок) под котлоагрегатами  любой производительности применяется  камерный способ. Древесные отходы отличаются высокой влажностью (для  опилок W =40÷60%, для опилок отходов древесной промышленности W =15÷25%, для лигнина W =60÷70%) и сжигаются с предварительной подсушкой.

Универсальные топочные устройства для сжигания мелкофракционных древесных отходов – камерные топки с мельницами-вентиляторами и подачей топлива и воздуха тонкими струями. В этих топках могут сжигаться влажные опилки, а также сухие опилки при пониженной температуре осушительного агента.

Топочные  устройства для сжигания торфа. Кусковой торф сжигается в слоевых топках: шахтных с неподвижными наклонными колосниковыми решетками; шахтно-цепных со ступенчатыми предтопками системы Макарьева и со скоростными предтопками Померанцева. Шахтно-цепные топки выполняются на базе топок типа ТЧ, предтопки серийно не выпускаются и разрабатываются в проектах котельных. Из-за ограниченной добычи кускового торфа топки находят применение только в котельных торфодобывающих предприятий.

Фрезерный торф сжигается в вихревых однокамерных пневматических топках системы ЦКТИ – Шершнева. Принцип работы топок – сжигание топлива в вихревом газовоздушном потоке, имеющем горизонтальную ось вращения. Вихрь образуется в собственно профилированной нижней части топочной камеры за счет энергии струй, вытекающей из сопл. Термическая подготовка топлива осуществляется теплом раскаленных частиц топлива и топочных газов. Сжигание неразмолотого фрезерного торфа обеспечивается многократной циркуляцией крупных частиц в вихревом факеле.

Топочные  устройства для сжигания газа и мазута. Газообразное топливо сжигается методом струйного ввода в топочную камеру горючей смеси топлива с воздухом, образованной в горелке. Зажигание осуществляется по периферии струи за счет эжектирования горячих топочных газов из окружающей среды, воспламенение происходит в тонком слое газов пламени.

Для интенсификации сжигания газового топлива необходимы предварительный подогрев воздуха  и топлива при сжигании низкокалорийных  газов; подача всего воздуха, необходимого для горения, в корень факела; организация  устойчивого зажигания, обеспечивающего  горение при высоких скоростях истечения газовоздушной смеси из горелок.

Сжигание  жидкого топлива основано на факельном  процессе. Воспламенение жидкого  топлива начинается после его  испарения, горение протекает в  паровой фазе. Для увеличения поверхности  испарения мазут сжигают в распыленном виде. При этом протекает два процесса: испарение и сгорание газовоздушной смеси. Скорость горения определяется в основном скоростью испарения топлива, зависящей от количества подводимого тепла.

Основными условиями интенсификации горения жидкого топлива являются предварительный подогрев и хорошее распыливание топлива, подогрев и подача всего необходимого для горения воздуха в корень факела, хорошее смесеобразование, поддержание температуры в ядре горения  более 1500ºС в конце факела – не ниже 1000 – 1050 ºС.

Топки сжигания газа и мазута классифицируются по методу сжигания топлива (факельные и циклонные), виду сжигаемого топлива (газовые, мазутные и газово-мазутные), расположению горелок (фронтальное и встречное), условиям работы топочной камеры (под разряжением и под наддувом).

Топочные  камеры газо-мазутных котлоагрегатов выполняются открытыми, экранированными, призматической или прямоугольной  формы, горизонтальными или вертикальными  в зависимости от компоновки  котлоагрегата. Под топки выполняется горизонтальным или уклоном плоскостей к горизонту до 15º, «горячим» - без охлаждения или экранированным. Устройства для вывода шлака не предусматривается.