Подача и регулирование воздуха

Воздух, подаваемый на горение, вводится в топку СРК в два или три яруса. Первичный воздух (а в СРК с трехъярусной воздушной схемой и низким расположением сопел вторичного дутья также и вторичный воздух) формирует подушку огарка на поду топки. Верхний воздух (вторичный и третичный) обеспечивает турбулизацию и дожигание продуктов пиролиза. Техника сжигания щелока требует регулирования расхода воздуха по дутьевым ярусам. В соответствии с этим, общий воздушный поток разделяется на части по числу ярусов.

Существуют три типа воздушных схем: общая, последовательная и параллельная. В воздушной схеме первого типа поток воздуха общим вентилятором распределяется по дутьевым ярусам. Такая схема усложняет регулирование расходов воздуха по ярусам. Эта схема не является экономичной, так как общий вентилятор работает на параллельные тракты с различными характеристиками, что вызывает необходимость неэкономичного дроссельного регулирования.

В воздушной схеме второго типа часть воздуха после общего вентилятора направляется в первичный ярус, а другая часть –забирается последовательно установленным вентилятором и направляется во вторичный и третичный ярусы. Последовательная схема экономичней рассмотренной выше общей схемы, однако, с позиции регулирования, эта схема не может считаться оптимальной из-за наличия общего всасывающего воздуховода для всех ярусов.

Оптимальной можно считать воздушную схему третьего типа – параллельную, в которой первичный воздух имеет индивидуальный тракт с собственным вентилятором, а подача воздуха во вторичный и третичный ярусы осуществляется также по отдельному тракту.

Расход воздуха на горение регулируется в соответствии с расходом щелока. В отношении формирования подушки огарка на поду топки большое значение имеет скорость истечения воздушных струй и возможность поддержания оптимальной скорости в рабочем интервале изменения нагрузки СРК.

Конструкция сопел оказывает существенное влияние на возможности эксплуатационного регулирования воздушным режимом, так как определяет условия формирования и развития струй, истекающих из сопел.

Одной из важных характеристик струи является глубина ее проникновения в поток топочных газов. Глубина проникновения струи пропорциональна скорости истечения из сопла и его эквивалентному диаметру.

Этим объясняется принципиальный характер отличий работы воздушных сопел с различным регулированием расхода воздуха.

Существует дроссельный способ регулирования первичного воздуха, при котором напор дросселируется на регулирующем органе (рис. 27а). При таком регулировании сечение сопла остается постоянным, поэтому изменение расхода воздуха всегда связано с изменением скорости.

При сопловом регулировании (рис. 27бв), позволяющем менять сечение сопла, практически удается поддерживать заданную скорость в широком диапазоне изменения расхода воздуха. Такие конструкции сопел первичного воздуха применены в агрегатах «Тампелла». Сопла с регулируемым сечением, обеспечивая большую глубину проникновения воздушной струи и более интенсивную турбулизацию потока, создают, как показывает опыт работы СРК, благоприятные условия для тонкого регулирования воздушного режима восстановительной зоны топки.

а) б) в)

Рис. 27. Регулирование расхода воздуха первичного дутья:

а – дроссельное; б, в – сопловое.

При двухярусной схеме ввода воздуха в топку верхнее дутье может выполняться тангенциальным. Крутка потока существенно интенсифицирует процесс горения в окислительной зоне топки.

В случае изменении нагрузки котла и, следовательно, изменении расхода воздуха заданная скорость воздуха в соплах поддерживается за счет изменения суммарного сечения сопла путем перекрытия части его секций.

При эксплуатации СРК воздушные сопла, преимущественно сопла первичного дутья, требуют прочистки от огарка щелока. Поскольку такая прочистка производится периодически, то в случае продолжительных промежутков между ними забивание сопел огарком щелока со стороны топки может существенно перекрывать сечение для прохода воздуха, что приводит к изменению его расхода. Чистка сопел с промежутками более одного часа вызывает увеличение эмиссии соединений восстановленной серы. Поэтому требуется более частая прочистка. Однако для мощных СРК, в которых число воздушных сопел достигает нескольких сотен, операции по прочистке требуют большего объема ручного труда.

Подогрев воздуха происходит в паровых или водяных калориферах. В паровых калориферах воздух подогревается насыщенным паром давлением 1, 2 – 1, 6 МПа до температуры 150 – 180 °С. При работе СРК по схеме без каскадного испарителя воздух подогревается в водовоздушных теплообменных аппаратах (ВВТО). Подогрев воздуха происходит за счет использования теплоты воды, проходящей через эономайзер, тем самым осуществляется промежуточное регулирование температуры воды, что позволяет предотвратить кипение воды в экономайзере, снизить его металлоемкость, обеспечив при этом подогрев воздуха до стандартной температуры 150 °С.

Водовоздушные теплообменники включаются в рассечку между первой и второй ступенью экономайзера.

Возможна комбинированная схема подогрева воздуха, где первой ступенью является ВВТО, в котором воздух подогревается до температуры 105 – 110°С, а дальнейший подогрев воздуха происходит в паровом калорифере.