AHJUSEADMETE TÜÜBID.
Katlaseadme põhielemendiks olev põlemisseade ehk ahi on ette nähtud kütuse põletamiseks, et vabastada selles sisalduv soojus ja saada võimalikult kõrge temperatuuriga põlemisprodukte. Samal ajal toimib ahi soojusvahetusseadmena, milles soojus kandub kiirgusega põlemistsoonist katla külmematele ümbritsevatele küttepindadele, samuti seadmena osade fookusjääkide kinnipüüdmiseks ja eemaldamiseks katla ajal. tahke kütuse põletamine.
Kütuse põletamise meetodi järgi jagunevad ahjuseadmed kihilisteks ja kambriteks. Kihtahjudes põletatakse tahket tükkkütust kihina, kamberahjudes - gaas-, vedel- ja tolmkütust hõljuvas olekus.
Kaasaegsetes katlamajades kasutatakse tahkekütuste põletamisel tavaliselt kolme peamist meetodit (joon. 14): kihiline, põleti, keeris.
Kihilised tulekolded. Ahjusid, milles tükilise tahke kütuse kihiline põletamine toimub, nimetatakse kihiliseks. See ahi koosneb restist, mis toetab tükilise kütuse kihti, ja ahjuruumist, milles põletatakse põlevaid lenduvaid aineid. Iga ahi on ette nähtud teatud tüüpi kütuse põletamiseks. Ahjude konstruktsioonid on mitmekesised ja igaüks neist vastab teatud põlemismeetodile. Katlajaama jõudlus ja kasutegur sõltuvad ahju suurusest ja konstruktsioonist.
Riis. neliteist. Kütuse põlemisprotsesside skeemid: a - kihiline, 6 - tõrvik, c - keeris
Erinevat tüüpi tahkekütuste põletamiseks mõeldud kihilised ahjud jagunevad sise- ja väliseks, horisontaalsete ja kaldrestidega.
Katla müüritise sees asuvaid õhukesi nimetatakse sisemisteks ja neid, mis asuvad väljaspool müüritise ja täiendavalt katla külge kinnitatud, nimetatakse kaugseks.
Olenevalt kütuse etteande viisist ja hoolduse korraldusest jaotatakse kihivedeldid käsitsi, poolmehaanilisteks ja mehhaniseeritavateks.
Manuaalahjud on sellised, kus kõik kolm toimingut – kütuse tarnimine ahju, selle koorimine ja räbu (fokaaljääkide) eemaldamine ahjust – teostab juht käsitsi. Nendel küttekolletel on horisontaalne rest.
Poolmehaanilised ahjud nimetatakse neid, kus üks või kaks operatsiooni on mehhaniseeritud. Nende hulgas on minu oma
kaldrestid, milles käsitsi ahju laaditud kütus alumiste kihtide läbipõlemisel liigub mööda kaldreste oma raskuse toimel.
Mehhaniseeritud ahjud neid nimetatakse sellisteks, mille puhul kütuse tarnimine ahju, selle koorimine ja fookusjääkide eemaldamine ahjust.
Ryas 15 Tahkekütuse kihilise põletamise ahjude skeemid.
a - käsitsi horisontaalse restiga, b - fikseeritud kihil oleva rattaga, c - kruvivardaga, d - kaldrestiga, e - vertikaalse, f - ettepoole jooksva kettrestiga, g - tagurpidi jooksev rest koos ratta mehaanilise ajamiga ilma juhi käsitsi sekkumiseta.
Kütus siseneb ahju pideva joana.
Tahkekütuse põletamiseks mõeldud kihilised ahjud (joonis 15) jagunevad kolme klassi:
fikseeritud resti ja sellel liikumatult lebava kütusekihiga tulekolded, mis sisaldavad käsitsi horisontaalse restiga kaminat (joon. 15, a ja b). Sellel restil saab põletada igat tüüpi tahkeid kütuseid, kuid käsitsi hooldamise tõttu kasutatakse seda katelde all, mille auruvõimsus on kuni 1-2 t/h. Katelde alla, mille auruvõimsus on kuni 6,5-10 t/h, paigaldatakse ratastega ahjud, millesse värsket kütust pidevalt mehaaniliselt laaditakse ja üle resti pinnale hajutatakse, fikseeritud resti ja liikuva kütusekihiga ahjud. piki seda (joon. 15, c, juhend), mille hulka kuuluvad kruvivardaga kaminad ja kaldrestiga kaminad. Kruvivardaga ahjudes liigub kütus mööda fikseeritud horisontaalset resti spetsiaalse kujuga spetsiaalse vardaga, mis liigub edasi-tagasi mööda resti.
Neid kasutatakse pruunsöe põletamiseks katelde all, mille auruvõimsus on kuni 6,5 t / h
kaldrestiga ahjudes libiseb ahju alumisse ossa värske kütus, mis laaditakse ahju ülevalt, kuid põledes raskusjõu toimel.
Selliseid ahjusid kasutatakse turba puidujäätmete põletamiseks katelde all, mille auruvõimsus on kuni 2,5 t / h. V.V. t / h ahjude kiired kaevandusahjud liikuvate mehaaniliste restidega (joonis 15, f ja g) kahest. tüübid: edasi ja tagasi.
Ette jooksev kettrest liigub esiseinast ahju tagaseina poole. Kütus voolab restile raskusjõu toimel. Tagurpidi kettrest liigub tulekolde tagaosast esiseina poole. Kütuse tarnib resti viskaja. Kettrestiga ahjusid kasutatakse kõva, pruunsöe ja antratsiidi põletamiseks katelde all, mille auruvõimsus on 10–35 t/h.
Kamber (tõrviku) ahjud. Tahkete, vedelate ja gaasiliste kütuste põletamiseks kasutatakse kamberahjusid (joonis 16). Sel juhul tuleb tahke kütus eelnevalt peeneks pulbriks jahvatada spetsiaalsetes pulbristamisseadmetes - söepulbriveskites ja vedelkütust tuleb pihustada õlidüüsides väga väikesteks tilkadeks. Gaaskütus ei vaja eeltöötlust.
Põletusmeetod võimaldab suure töökindluse ja tõhususega põletada mitmesuguseid madala kvaliteediga kütuseid. 35 t/h ja suurema auruvõimsusega katelde all põletatakse pulbristatud tahkeid kütuseid ning mistahes auruvõimsusega katelde all vedelaid ja gaaskütuseid.
Kamber (tõrviku) ahjud on ristkülikukujulised prismakambrid, mis on valmistatud tulekindlatest tellistest või tulekindlast betoonist. Põlemiskambri seinad on seestpoolt kaetud katla torude süsteemiga - ahju veeekraanidega. Need kujutavad endast katla tõhusat küttepinda, mis tajub suurt hulka põleti poolt eralduvat soojust, kaitstes samal ajal põlemiskambri vooderdust kulumise ja hävimise eest põleti kõrge temperatuuri mõjul ja sulanud. räbu.
Räbu eemaldamise meetodi järgi jagunevad tolmkütuse põletusahjud kahte klassi: tahke ja vedela tuha eemaldamisega.
Tahke räbu eemaldamisega ahjukamber (joon. 16, a) on altpoolt lehtrikujulise kujuga, mida nimetatakse külmalehtriks 1. Põletist langevad räbu tilgad langevad sellesse lehtrisse, tahkuvad lehtri madalama temperatuuri tõttu, ja granuleerida. üksikuteks teradeks ja läbi kaela 3 siseneda räbu vastuvõtuseadmesse 2. Ahjukamber b koos vedela räbu eemaldamisega (joon. 16, b) teostatakse horisontaalse või kergelt kaldega koldega 7, mille alumises osas on soojusisolatsioon. ahjusõelad, et säilitada temperatuur, mis ületab tuha sulamistemperatuuri. Põletist koldesse langenud sula_räbu jääb sulaks ja voolab ahjust välja kraaniava 9 kaudu veega täidetud räbu vastuvõtuvanni 8, kõvastub ja puruneb väikesteks osakesteks.
Vedela räbu eemaldamisega ahjud jagunevad ühe- ja kahekambrilisteks.
Kahekambrilises ahjus jaguneb see kütuse põlemiskambriks ja põlemisproduktide jahutuskambriks. Põlemiskamber on usaldusväärselt kaetud soojusisolatsiooniga, et luua maksimaalne temperatuur, et usaldusväärselt saada vedelat räbu.
Vedel- ja gaaskütuste põletusahjud on mõnikord valmistatud horisontaalse või veidi kaldu koldega, mis mõnikord ei ole varjestatud. Põletite asukoht põlemiskambris tehakse esi- ja külgseintel, samuti selle nurkades. Põletid on otsevooluga ja pöörlevad.
Kütuse põletamise meetod valitakse sõltuvalt kütuse tüübist ja tüübist, samuti katlaüksuse auru väljundist.
Põletusseade ehk ahi on katlaseadme või tulekolde põhielement ja selle ülesandeks on kütuse kõige ökonoomsemal viisil põletamine ja selle kõige säästlikumalt muundamine ning keemilise energia muundamine soojuseks. Tahkekütuse põletamise põhimeetodid on järgmised: 1) kihiline; 2) leek (kamber); 3) keeris; 4) põletamine keevkihis. Vedel- ja gaaskütuste põletamisel kasutatakse ainult põletusmeetodit. 1. Kihiline meetod - põlemisprotsess viiakse läbi kihilistes ahjudes. Kihtahjud võib jagada 3 rühma: 1) ahjud, millel on fikseeritud rest ja sellel veel lamav tihe kütusekiht. Kui kütuse kihti läbiva kütuse kiirus suureneb. Viimane võib keema minna. Selline kütusekiht põleb intensiivsemalt õhuga kokkupuutepinna suurenemise tõttu. 2. Fikseeritud restiga ahjud ja seda mööda liikuvad kütusekihid. 3. Ahjud, mille kütusekiht liigub koos restiga.
1 - tuhapann; 2 - rest; 3 – kütusekiht; 4 - põlemiskamber; 5 - toru õhuvarustuseks; 6 - kütusevarustuse aken.
Tulekamber on ette nähtud igat tüüpi kütuse põletamiseks.
Standardne resti tüüp RPK- Koosneb mitmesse ritta trükitud restist ja istutatud ristkülikukujulistest võllidest. Kui võllid pöörata 30 0 pöördenurgaga, on restide read kallutatud sama nurga all ja läbi tekkinud vahede valgub restilt tulev räbu tuhapanni. Võrede mõõtmed on laiuses 900-3600 mm ja pikkuses 915-3660 mm. Levinuim kihtahju tüüp on kett-mehaanilise jõuülekandega mehhaniseeritud kihtahi. Mehaaniline rest on valmistatud lõputu restina, mis liigutab ahju sügavust koos sellel lebava põleva kütusekihiga. Kütus läbib kõik põlemise etapid ja valatakse tolmu kujul räbu punkrisse. Resti kiirust saab muuta sõltuvalt kütusekulust 2-16 m/h. Neid ahjusid kasutatakse sorteeritud antratsiidi, mille osakeste suurus on kuni 40 mm, põletamiseks. Kihiliste ahjude eripäraks on kütusevaru olemasolu restil, mis võimaldab reguleerida ahju võimsust, muutes tarnitava õhu hulka ja tagab põlemisprotsessi stabiilsuse. Kihiline meetod ei sobi suurtele elektrijaamadele ning väikestes ja keskmistes elektrijaamades kasutatakse seda meetodit laialdaselt. 2. Põleti meetod. Erinevalt kihilisest iseloomustab seda kütuseosakeste liikumise järjepidevus ahjuruumis koos õhu ja põlemisproduktide vooluga, milles nad on suspensioonis. Joonisel on kujutatud põleva kütuse põletamisega kamberahi. See koosneb põletist 1. põlemiskambrist 2, katla torudest 3, tagasõela torudest 4, lägalehtrist 5. Põletisse 1 juhitakse söetolmu ja gaasisegu kujul purustatud kütus, sisse puhutakse sekundaarõhk. läbi aukude seeria. Tahkekütuse hõljuvate osakestega gaas-õhuvool süüdatakse põleti väljalaskeava juures ahju 2. Põlemiskambris põleb kütus põleva põleti moodustumisega. Kütuse põlemisel eralduv soojus kiirguse ja konvektsioonina kandub üle katla torudes ja tagumise ekraani torudes ringlevale veele. Ülejäänud põlenud kütus siseneb räbulehtrisse ja seejärel tühjendatakse. Selle põletusmeetodi peamiseks eeliseks on võimalus luua võimsaid ahjusid auruvõimsusega kuni 2000 t/h ning tuha, märgade ja jäätmekütuste säästliku ja usaldusväärse põletamise võimalus erineva võimsusega katelde all. Selle meetodi puudused on järgmised: 1) pulveriseerimissüsteemi kõrge hind; 2) suur elektrienergia tarbimine lihvimiseks; 3) Põlemiskambri soojuskoormused mõnevõrra väiksemad kui kihilistel ahjudel, mis aitab kaasa ahjuruumide mahtude seisukorrale. Tolmu ettevalmistamine tükkkütusest koosneb järgmistest toimingutest: 1. Metallesemete eemaldamine kütusest magnetseparaatorite abil. 2. Suurte kütusetükkide purustamine purustites suurusega kuni 15-25 mm. 3. Kütuse kuivatamine ja jahvatamine spetsiaalsetes veskites ning kütuste klassifitseerimine. 4. Klassifikatsioon. Suurte tükkide purustamiseks võite kasutada palli-, rull-, koonuspurusteid. Jahvatusseadmetena kasutatakse peenestamissüsteemis väikese kiirusega kuultrummelveskeid, kuivatusaine aksiaalse ja plaadi etteandega kiireid haamerveskeid. Tolmkütuse põletamiseks kasutatakse ümar- ja pilupõleteid. Need asetatakse ahju esiseina ette, külgseinte vastas, samuti ahju nurkadesse. Frontaal- ja vastupihustamiseks kasutatakse ümaraid turbulentseid põleteid, mis loovad lühikese põleti.
Patendi RU 2553748 omanikud:
Leiutis käsitleb soojusenergeetikat ja seda saab kasutada erinevat tüüpi ahjudes ja soojusgeneraatorites, mis kasutavad põletamiseks orgaanilist kütust.
Tuntud on meetod kütuse tõhusaks põletamiseks gaasi (põlemisreaktsiooniproduktide) eraldamise teel, näiteks meetod gaaside eraldamiseks, kasutades membraane, millel on permeaatpuhastus CO 2 eemaldamiseks põlemisproduktidest vastavalt patendile 2489197 (RU) BAKER Richard (USA) , WIGMANS Johannes Gee (USA) ja teised .
Selle põlemismeetodi rakendamine toimub mitmes etapis: süsinikdioksiidi kogumise etapp, membraanigaaside eraldamise etapp, töötamine koos kokkusurumise ja kondenseerimisega, et saada süsinikdioksiidist toode vedeliku kujul, ja puhastus. põhietapp, kus sissetulevat õhku või hapnikku kasutatakse põlemiseks puhastusgaasina. Selle meetodi puuduseks on selle rakendamise keerukus, kuna see sisaldab palju standardtüüpi lisaetappe, nagu küte, jahutamine, kokkusurumine, kondenseerimine, pumpamine, erinevat tüüpi eraldamine ja/või fraktsioneerimine, samuti rõhkude, temperatuuride jälgimine. , voolab jne jne, selle meetodi puhul toimub süsihappegaasi kinnipüüdmine ballastgaasidega lahjendatud kütuse põletamisel tekkivast heitgaasivoost, mille temperatuur on seetõttu madalam.
Lähim tehniline lahendus (prototüüp) on kodumajapidamises kasutatavates küttekolletes tahke kütuse põletamise meetod vastavalt patendile 2239750 (RU), autorid Ten V.I. (RU) ja Ten G.Ch. (RU), patendiomanik Ten Valeriy Ivanovich (RU) .
See meetod hõlmab kütuse laadimist ahju restile, tõmbe tekitamist selle tööruumis, kütuse süütamist ja põlemist koos põlemisproduktide eemaldamisega atmosfääri, tõmbe ja ahjust eemaldatavate põlemissaaduste hulga reguleerimist kergelt avades. puhur ja korstna siibrid.
Selle tahke kütuse põletamise meetodi puuduseks on selle rakendamise keerukus, mis tuleneb protsessi lagunemisest mitmeks eraldi perioodiks, millest igaühel süüdatakse kütus uuesti, viiakse intensiivpõlemisrežiimi ja pärast seda, kui ahju seatud temperatuurini lülitatakse põlemisprotsess sumbumisrežiimile, seejärel süüdatakse uuesti, kasutades keerukat automatiseerimist ja kasutades juba vedelaid või gaaskütuseid. Nende ja teiste sarnaste kütusepõletusmeetodite puuduseks on põlemisproduktide, soojusallikate (CO 2 ja H 2 O) segunemine reaktsioonitsoonis ballastgaasidega (lämmastik, liigne õhk jne) üheks vooluks. , mis halvendavad kütuse põlemise ja eralduva soojuse kasutamise tingimusi (kasulik soojus võetakse ära ja viiakse atmosfääri).
Käesoleva leiutise eesmärgiks on parandada kütuse põlemise tingimusi ja suurendada kütusest vabaneva soojusenergia hulka.
Kavandatava meetodi tehniliseks tulemuseks on ahjude ja soojusgeneraatorite efektiivsuse tõstmine ahjukella keskmises tsoonis põlevate gaaside põletamise ja ballastgaaside eemaldamise kaudu põlemistsoonist, samuti kuuma süsiniku kokkupuutel ülekuumendatud auruga.
Kavandatavat kütuse põletamise meetodit illustreerib graafiline materjal, kus on aktsepteeritud järgmised tähistused: 1 - põlemisreaktsiooni tsoon; 2 - puhur (tuhapann); 3 - primaarõhu varustamine süütamiseks, põlemise säilitamiseks ja kütuse (lenduvad põlevad gaasid) gaasistamiseks; 4 - põlemiskamber kütusega; 5 - süsivesinik (lenduvad gaasid); 6 - sekundaarse õhu tarnimine põlemistsooni lenduvate põlevgaaside põletamiseks; 7 - põlemisel mittekaasatud kahjulikud mittesüttivad ballastgaasid; 8 - ülekuumendatud auruvarustus; 9 - kasulikud kuumad tooted - soojuskandjad, süsinikdioksiid ja veeaur; 10 - soojusvahetustsoon; 11 - rest; 12 - gaasi väljalaskeava ahju kapotist.
Kavandatud meetod viiakse läbi järgmiselt. Tahke kütus laaditakse restile 11, see süüdatakse, samal ajal kui primaarõhk siseneb läbi puhuri 2 ja resti 11. Seejärel, pärast süütamist, siseneb sekundaarne õhk 6 kella otse põlemistsooni lenduvate põlevgaaside põletamiseks. Põlemisreaktsiooni tulemusena tekib mitteseotud gaaside segu: hõõguv süsinikdioksiid ja veeaur ning tinglikult külmad ballastgaasid - liigne õhk ja selle koostises eralduv lämmastik (kõrge lämmastikusisaldusega liigõhk). Kella konstruktsiooni eripära on see, et põlemisreaktsiooni käigus eralduvad selles tekkivad gaasid. Kuumad gaasid tõusevad üles, andes kellale soojusenergiat ja külmad ballastgaaside osakesed langevad läbi kella madalama temperatuuriga tsoonide alla. Kütuse põlemisreaktsioone väljendatakse tuntud põlemisvõrranditega. Reaktsioonis osalevate ainete suhted ja koostis säilivad. See tähendab, et süsinik C, vesinik H 2 hapnikuga O 2 sisenevad reaktsiooni keemiliste võrranditega määratud koguses:
teised ained ei saa reageerida. Põlemisreaktsioon toimub süsivesiniku ja hapniku vahelises põlemistsoonis ilma ballastgaaside osaluseta, samal ajal kui õhust eralduv lämmastik liigse õhu koostises, vähem kuumutatuna, surutakse läbi korgi alumise osa (väljalaskeava). toru pole diagrammil näidatud). Pärast põlemiskambri kuumutamist ja kuuma süsiniku olemasolu selles juhitakse ülekuumendatud veeaur 8 sekundaarse õhuvarustustsooni all olevasse õhupuhastisse. Süsiniku ja veeauru interaktsiooni tulemusena kõrgel temperatuuril tekivad põlevad gaasid vastavalt tuntud keemilistele võrranditele
madalal temperatuuril täieliku positiivse termilise efektiga, mis suurendab kütuse põlemisprotsessi ja suurendab sellest soojusülekannet. Kavandatava kütuse põletamise meetodi rakendamine suurendab ahjude ja soojusgeneraatorite efektiivsust. Kavandatud meetodit on üsna lihtne rakendada, see ei nõua keerukaid seadmeid ning seda saab laialdaselt kasutada tööstuses ja kodus.
TEABEALLIKAD
1. Vene Föderatsiooni patent nr 2489197, IPC B01D 53/22 (2006.01). Gaasieraldusmeetod, milles kasutatakse permeaadi puhastamisega membraane süsinikdioksiidi eemaldamiseks põlemisproduktidest. Volitaja, MEMBRAANI TECHNOLOGY AND RESEARCH, INC. (USA).
2. Vene Föderatsiooni patent nr 2239750, IPC F24C 1/08, F24B 1/185. Kütuse põletamise meetod kodumajapidamises kasutatavates küttekolletes. Patendiomanik Valeri Ivanovitš.
3. Myakelya K. Ahjud ja kaminad. Kasutusjuhend. Tõlge soome keelest. Moskva: Stroyizdat, 1987.
4. Ginzburg D.B. Tahke kütuse gaasistamine. Riiklik ehitus-, arhitektuuri- ja ehitusmaterjalialase kirjanduse kirjastus. M., 1958.
Meetod kütuse põletamiseks ahjudes, millel on kapots koos kütuse põlemiskambri ja restiga, kaasa arvatud kütuse laadimine, süütamine ja kütuse põlemine puhuri kaudu siseneva primaarõhu tõttu, mis erineb selle poolest, et gaaside liikumine kattes toimub ilma torutõmmet kasutamata, kuumade gaaside kogunemise võimalusega kella ülaossa, samal ajal kui sekundaarne õhk suunatakse kella otse põlemistsooni, kuumad gaasid aga tõusevad ülespoole, eraldades kellale soojusenergiat ja Ballastgaaside külmad osakesed langevad alla kella madalama temperatuuriga tsoonide kaudu, pärast kambri põlemise kuumutamist sellesse, sekundaarse õhu juurdevoolu alla, juhitakse ülekuumenenud veeaur kuumale süsinikule ja saadakse põlevad gaasid.
Sarnased patendid:
AINE: leiutiste rühm on seotud auru genereerimisseadmetega. Tehniline tulemus on vanniprotseduuride efektiivsuse tõstmine.
Auruga toiduvalmistamise seade Leiutis käsitleb keeduseadet auruga küpsetamiseks. AINE: küpsetusseade koosneb kuumutuskambrist, kuhu toit asetatakse ja kuumutatakse, kuumutusseadmest toidu soojendamiseks, aurugeneraatorist, sealhulgas veeaurutuskambrist, soojusallikast, mis soojendab aurutootmispaaki, veevarustusseadmest, mis annab vett veeaurustuskamber, veeaurustuskambrist auru etteande etteandeava, väljalaskeava, mis eraldab toiteavast küttekambrisse antava auru, puhverkamber, mis on ühenduses toiteavaga ja väljalaskeava asub veeaurutuskambri vahel ja küttekamber ning soojusallikas asub puhverkambri ja veeaurutuskambri vahel.
Leiutis käsitleb kodumasinaid, nimelt seadmeid välitingimustes toiduvalmistamiseks. Ühekordselt kasutatav matkapliit sisaldab korpust, mis sisaldab: korpuse seina, korpuse põhja, kütuse süüteakent, õhuaknaid, korpus on valmistatud leht- või gofreeritud lehtmaterjalist väljalõikena ja korpuse sein, millel on võimalus painutamisel ja kinnitamisel korpuse põhjas on lukustusriiv, soojendusega mahuti hoidmise piirangud ja põhja hoidmise piirangud.
Leiutis käsitleb seadmeid keemialaborite jaoks, nimelt eksikaatorid - seadmed ainete ja materjalide aeglaseks jahutamiseks, kuivatamiseks ja säilitamiseks, mis imavad kergesti niiskust õhust madala veeauru rõhuga atmosfääris suletud tingimustes, kasutades samaaegselt adsorbente. .
Leiutis käsitleb väikesemahulise energia valdkonda, eelkõige väikeste eramajade ja madalate hoonete sektorite soojusvarustusseadmeid. MÕJU: kahjulike ainete heitkoguste vähendamine miinimumväärtuseni ja tõhususe suurenemine. Põletusseade koosneb korpusest, kütuse laadimise ja tuha mahalaadimise ustest, horisontaalsest restist ja seadme põlemiskambrisse paigaldatud lõhkekanalist. Seade on varustatud põlemiskambri kohal asuva võlviga, võlvi kohal pöörleva kambriga, ülemise ja alumise tuhapanniga kere alumises osas ning varustatud ustega, vahetatavate kütuse põletamise düüsidega, mis asuvad lõhkekanali alusel. , horisontaalne rest, mille paigaldust on võimalik reguleerida mööda põlemiskambri kõrgust. Lõhkekanal asub põlemiskambri keskel ja on ühendatud alumise tuhapanniga ning korpuse tagaseina on tehtud kalle. 2 w.p. f-ly, 4 ill.
Leiutis käsitleb soojusenergeetikat ja seda saab kasutada erinevat tüüpi ahjudes ja soojusgeneraatorites, mis kasutavad põletamiseks orgaanilist kütust. Tehniline tulemus on ahjude ja soojusgeneraatorite efektiivsuse tõus. Kütuse põletamise meetod kütuse põlemiskambri ja restiga kapotiga ahjudes hõlmab kütuse laadimist, süütamist ja kütuse põlemist puhuri kaudu siseneva primaarõhu tõttu. Gaaside liikumine kellas toimub ilma torutõmbet kasutamata, võimalusega koguneda kella ülemisse ossa kuumad gaasid. Samal ajal suunatakse kellale sekundaarne õhk otse põlemistsooni. Kuumad gaasid tõusevad üles, andes kellale soojusenergiat ja külmad ballastgaaside osakesed langevad läbi kella madalama temperatuuriga tsoonide alla. Pärast põlemiskambri kuumutamist, sekundaarse õhuvarustuse all, suunatakse kuumale süsinikule ülekuumendatud veeaur ja saadakse põlevad gaasid. 1 haige.
Tahkekütuse põletamise meetodid.
Peamised fossiilkütuste maardlad.
Fossiilsete tahkekütuste jaotus NSV Liidu territooriumil on äärmiselt ebaühtlane. NSV Liidu Euroopa osa tööstuslikult arenenumad piirkonnad on kütusevaesed. Siin on suurima tähtsusega Donetsi jõgikond, kus on erinevat sorti süsi ja antratsiite, kuid selles olevad kütusevarud ei vasta enam vajadustele. Samas muudavad selle kütuse kalliks nõrgad õmblused ja kaevandamine sügavatest kaevandustest (14-16 rubla/t tavakütuse kohta). Suurem osa fossiilkütustest asub Kasahstanis Kesk- ja Lääne-Siberis. Need kütused on odavamad kui Donetski omad (8-10 rubla/t etalonkütus - kaevandustoodang ja 4 rubla/t etalonkütus - avakaevandamine). Isegi transpordikulu arvesse võttes on need NSV Liidu Euroopa osas odavamad kui Donetskis. Kanski-Achinski vesikonnas (Kesk-Siberis) on pruunsöe varud. Maapinna lähedus, paksud õmblused võimaldavad seda kütust kaevandada avakaevanduses, mis teeb sellest NSV Liidu odavaima kütuse (hinnanguliselt 2,5-3 rubla/tonn etalonkütust). Ekibastuzi kivisöemaardla (Ida-Kasahstan) on samad omadused. Seoses Kansk-Achinsk pruunsöega töötatakse välja ka kava nende integreeritud energeetiliseks töötlemiseks väärtuslike kemikaalide, pruunsöe kütteõli ja koksi tootmisega - kõrge kütteväärtusega kütus (umbes 29,3 MJ / kg). ).
Tjumeni piirkonnas arendatakse intensiivselt naftavarusid. Nafta- ja gaasikondensaadi tootmine selles piirkonnas moodustab umbes 50% riigi kogutoodangust.
Paljudes meie riigi piirkondades on maagaasi maardlaid. Tuntuimad on Šebelinskoje, Dašavskoje, Gazlijskoje. Viimastel aastatel on unikaalseid maardlaid avastatud ja aktiivselt kasutatud Türkmenistanis, Lõuna-Uuralites ja Tjumeni piirkonnas (Šatlõkskoje, Orenburgskoje, Medvezje, Urengoiskija, Jamburgskoje). Siinsed gaasivarud moodustavad ligi 50% kõigist teadaolevatest maagaasivarudest riigis. Komi NSV territooriumilt avastati gaasi- ja õliplommid. Selle piirkonna lähedus NSV Liidu Euroopa osa tööstuskeskustele tingib vajaduse kiirendada kütuse kaevandamist selles looduslike ja kliimatingimuste poolest keerulises piirkonnas. Andmed on 1977 ᴦ hindades.
Tahkekütuse põletamist põletusseadmetes saab korraldada mitmel viisil: leek, tsüklon, keevkihis (joon. 1.7). Neist kõige levinum kaasaegses suurenergeetikas on leek.
Põlemismeetodite klassifitseerimisel lähtutakse protsessi aerodünaamilisest karakterist, mis määrab põleva kütuse oksüdeerijaga pesemise tingimused.
Põletusseadmete võimsuse peaaegu piiramatu suurenemine on seotud söetolmu põlemisega põlemiskambri mahus rippuvas olekus. Seda tüüpi kütuse põletamist nimetatakse tõrvik. Samal ajal transporditakse põlemiskambri ristlõikes tekkiva õhu ja gaaside vooluga hõlpsasti kütuse väikesed osakesed. Kütuse põlemine toimub sel juhul põlemiskambri mahus osakeste ahjus väga piiratud viibimisaja jooksul (1-2 s). Kütuse põlemiskiiruse määrab põlemispind.
Kell tsüklonaalne viis põlevad kütuseosakesed on intensiivses keerisliikumises. Vastupidiselt põlemispõlemismeetodile puhuvad kütuseosakesed vooluga intensiivselt läbi ja põlevad kiiresti läbi. Tsüklonmeetod võimaldab põletada jämedamat söetolmu ja isegi purustatud kivisütt. Tsüklonis areneb kõrgem põlemistemperatuur, mistõttu räbu muutub vedelaks.
Viimasel ajal on energiasektoris uut kütuse põletamise meetodit kasutatud nn keevkiht(joonis 1.7, c). Restil paiknev purustatud kütus 1-6 mm suuruste osakestega puhutakse õhuvooluga sellise kiirusega, et osakesed hõljuvad resti kohal ja liiguvad edasi-tagasi vertikaaltasandil. Sel juhul on gaasi-õhu voolu kiirus keevkihis suurem kui nende kohal. Väiksemad ja osaliselt põlenud osakesed tõusevad keevkihi ülemisse ossa, kus voolukiirus väheneb, ja põlevad seal. Keevkihi maht suureneb 1,5-2 korda, selle kõrgus on tavaliselt 0,5-1 m.
Keevkihi mahu sisse ja selle kohale asetatakse soojust vastuvõtvad pinnad järjestikuste või astmeliste torukimpude kujul. Tänu arenenud juhtivale (kontakt) soojusülekandele kuumadelt osakestelt küttepinnale suureneb oluliselt keevkihis olevate pindade soojuse erineeldumine. Samal ajal püsib põlemiskihis olevate gaaside temperatuur suhteliselt madal (800-1000°C), mis välistab metalli ülekuumenemise ja vähendab kahjulike lämmastikoksiidide teket põlemisproduktides. Samal ajal võimaldab see põlemismeetod viia keevkihisse tahkeid lisandeid (näiteks lubjakivi), et neutraliseerida tekkinud vääveloksiidid.
Suured elektrijaamad tarbivad kivisütt üle 1000 t/h. Ka kütuse kohaletoimetamisel suurema kandevõimega vagunitega (60 - 125 tonni) on äärmiselt oluline 1 tunni jooksul pidevalt maha laadida 15-30 vagunit kütust, mille tagab suure jõudlusega vagunikallurite kasutamine mahalaadimisel. vagunid.
Tükkkütuse muundamine söetolmuks toimub kahes etapis. Esialgu allutatakse toorkütusele purustamine kuni 15-25 mm suuruseni. Seejärel purustatud kütus - hakitud siseneb toorsöe punkrisse, misjärel see jahvatatakse söeveskites lõpptooteks - kivisöetolmu osakeste suurusega kuni 500 mikronit. Samaaegselt jahvatusega kuivatatakse kütust, et tagada tolmu hea voolavus.
5.1. Tahkekütuse põletamise meetodid
5.2. Vedelkütuste põletamine
5.2.1. Õli kvaliteet.
5.2.2. Kütteõli põletamiseks ettevalmistamise probleemid
5.2.3. Probleemid kütteõli kasutamisel katlamajades ja koostootmisjaamades
5.3. Gaaskütuste põletamine
5.3.1. Gaasi ettevalmistamine
5.3.2. Maagaasi põlemisprotsessi tunnused
5.3.3. Gaaskütuse põletamine
5.3.4. Gaasipõletid
5.4. Kombineeritud põletid
5.5. Leegi kontrollimise seadmed
5.6. Gaasianalüsaatorid
5.7. Gaasipõletite näited
5.7.1. BK-2595PS
5.7.3.SUUR-2-14
5.8. Põlemissaaduste eemaldamine.
5.1. Tahkekütuse põletamise meetodid
Põletamise meetodid. Põletusseade ehk ahi on katlaseadme või tööstusliku tuleahju põhielement ning selle ülesandeks on kõige ökonoomsem kütuse põletamine ja selle keemilise energia muundamine soojuseks. Kütuse põletamine toimub ahjus, põlemisproduktide soojuse osa ülekandmine põlemistsoonis paiknevatele küttepindadele, samuti teatud koguse fookusjääkide (tuhk, räbu) kinnipüüdmine. Kaasaegsetes katlasõlmedes ja ahjudes kandub kiirgusega küttepindadele kuni 50% ahjus eralduvast soojusest. Ahjutehnoloogias kasutatakse tavaliselt järgmisi tahkekütuste põletamise põhimeetodeid: kihiline, leek- (kamber), keeris- ja keevkihtpõletus (joon. 5.5). Kõigil neil meetoditel on põlemiskambris toimuvate aerodünaamiliste protsesside korraldamise aluspõhimõtete osas oma omadused. Vedel- ja gaaskütuste põletamisel kasutatakse ainult leeki (kambri) põlemismeetodit.
kihiline meetod. Sel viisil põlemisprotsess viiakse läbi kihilistes ahjudes.
(vt joonis 5.5a ), millel on mitmesuguseid kujundusi. Kihilist põlemisprotsessi iseloomustab asjaolu, et selles puutub õhuvool liikumisel kokku paigalseisva või aeglaselt liikuva kütusekihiga ja muutub sellega suheldes suitsugaasivooluks.
Kihtahjude oluliseks omaduseks on kütusevaru olemasolu restil, mis on seotud selle tunnikuluga, mis võimaldab ahju võimsust esmaselt reguleerida ainult toidetava õhuhulga muutmisega. Restil olev kütusevaru tagab ka põlemisprotsessi teatud stabiilsuse.
Kaasaegse ahjutehnoloogia tingimustes on kütuse kihiline põletamise meetod vananenud, kuna selle erinevad skeemid ja võimalused ei sobi või on raskesti kohandatavad suurtele elektrijaamadele. Küll aga kasutatakse väikese ja keskmise energiatootmise katlamajades veel pikka aega tahkekütuste põletamise kihilisi meetodeid.
Joonisel fig. 5.6 Näidatud on 6 kihiliste ahjude skemaatilist diagrammi. Kihilise põletusmeetodi korral antakse põlemiseks vajalik õhk tuhapannist. 1 kütusekihile 3 läbi resti vaba osa 2. Põlemiskambris 4 kihi kohal põlevad kütuse termilise lagunemise gaasilised saadused ja kihist eemaldatud kütuse väikesed osakesed. Põlemissaadused koos ahjust väljuva liigse õhuga satuvad katla lõõridesse.
Kihtahjusid kasutatakse laialdaselt väikese ja keskmise võimsusega kateldes. Need on jagatud mitme liigituskriteeriumi järgi. Olenevalt hooldusviisist on olemas käsitsi juhitavad tulekambrid (vt joonis 5.6, aga), mehhaniseerimata, poolmehhaniseeritud (vt joonis 5.6, b, c) ja mehhaniseeritud (vt joonis 5.6, d, e). Esitatud joonisel fig. 5,6-kihilised tulekambrid võib jagada kolme rühma
Riis. 5.5. Tahkekütuse põletamise meetodid
a - tihedas kihis; b - tolmuses olekus; c - tsükloni ahjus; g - keevkihis.
Fikseeritud restiga ja kolivad tulekastidüle selle voolav kütusekiht(vt joonis 5.6, b, d).
Restiga koos liikuva kihiga tulekastidma söön kütust(vt joonis 5.6, e).
Lihtsaim fikseeritud restiga ja käsitsi hooldatav kihiline ahi (vt joon. 5.6, aga) seda kasutatakse igat tüüpi tahkekütuse põletamisel. Sellised ahjud on varustatud ainult väga väikese auruvõimsusega kateldega - 0,275 ... 0,55 kg / s (1 ... 2 t / h).
Fikseeritud kaldrestiga ahjus (vt joonis 5.6, b) Kütuse põlemisel liigub see gravitatsiooni mõjul mööda resti. Neid ahjusid kasutatakse märgade kütuste (puidujäätmed, tükkturvas) põletamiseks katelde all, mille auruvõimsus on 0,7 ... 1,8 kg / s (2,5 ... 6,5 t / h).
Poolmehhaanilises ahjus (vt joonis 5.6, sisse), kütus juhitakse fikseeritud restile ratta 5 abil. Nendes ahjudes põletatakse katelde all kõva- ja pruunsütt, sorteeritud antratsiiti auruvõimsusega 0,55 ... 2,8 kg / s (2 ... 10 t / h).
Lihtsaim mehhaniseeritud kamin on kruvikangiga kamin (vt joonis 5.6, G). See koosneb fikseeritud põdravõrest, mille kogu laiuses libiseb plank. b kiilukujuline sektsioon. Varras teeb edasi-tagasi liigutusi spetsiaalse seadme abil. Neid ahjusid kasutatakse pruunsöe põletamiseks katelde all, mille auruvõimsus on kuni 2,8 kg / s (10 t / h).
Levinuim mehhaniseeritud kihtahju tüüp on mehaanilise kettrestiga ahi (vt joon. 5.6, e). Kett-mehaaniline rest on valmistatud lõputu resti kujul, mis liigub koos sellel lebava põleva kütusekihiga. Iga resti sisenev uus kütuseportsjon liigub pärast kütusekihti. Resti liikumiskiirust saab muuta sõltuvalt kütusekulust (katla töörežiim) 2-16 m/h. Kell T = 10...25%. Olemasolevad kettrestiga ahjude modifikatsioonid võimaldavad neid kasutada ka teiste kütuste põletamiseks. Auruvõimsusega 3...10 kg/s (10,5...35 t/h) ja üle selle katelde alla paigaldatakse kettrestiga küttekolded.
põletusmeetod. Erinevalt kihilisest protsessist (vt joonis 5.5, b) Seda iseloomustab kütuseosakeste liikumise järjepidevus põlemisruumis koos õhu ja põlemisproduktide vooluga, milles nad on suspensioonis.
Põleva põleti stabiilsuse ja ühtluse ning sellest tulenevalt ka selles suspendeeritud kütusega gaasi-õhu voolu tagamiseks jahvatatakse tahke kütuse osakesed mikronites mõõdetud mõõtmeteni (60–90% kogu kütusest) tolmuseks. osakeste suurus on alla 90 mikroni). Vedelkütus pihustatakse düüsides eelnevalt väga väikesteks tilkadeks, et tilgad voolust välja ei kukuks ja neil oleks aega ahjus lühikese aja jooksul täielikult läbi põleda. Gaaskütus juhitakse ahju põletite kaudu ja see ei vaja erilist eeltööd.
Põletusahjude eripäraks on ebaoluline kütusevaru põlemiskambris, mistõttu on põlemisprotsess ebastabiilne ja režiimimuutuste suhtes väga tundlik. Ahju võimsust on võimalik reguleerida ainult samaaegselt põlemiskambrisse kütuse ja õhu juurdevoolu muutmisega. Leekpõlemisel (joon. 5.7 tahke kütus purustatakse eelnevalt peenestussüsteemis ja puhutakse tolmu kujul ahju, kus see põleb suspensioonina. Kütuse jahvatamine suurendab järsult selle reaktsioonipinda, mis aitab kaasa paremale põlemisele.
Selle meetodi puudused hõlmavad tolmu ettevalmistamise süsteemi seadmete kõrget hinda, energiatarbimist lihvimisel väiksemad põlemiskambri erisoojuskoormused (ligikaudu kaks korda) kui kihiliste ahjude puhul, mis suurendab oluliselt ahjuruumide mahtu.
Tolmu ettevalmistamine tükkkütusest koosneb järgmistest toimingutest:
metallesemete eemaldamine kütusest magnetseparaatorite abil;
suurte kütusetükkide purustamine purustites;
kütuse kuivatamine ja jahvatamine spetsiaalsetes veskites.
Tööniiskusega 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.
Kütuse jahvatamisel tekivad tolmuosakesed suurusega 0 ... 500 mikronit. Tolmu peamine omadus on selle jahvatamise peenus, mida vastavalt standardile GOST 3584-53 iseloomustab jääk 90 ja 200 mikronite rakkudega sõeladel, tähistatud R 90 ja R 2 oo. Niisiis, R 90 = 10% tähendab, et 10% tolmust jääb sõelale, mille võrgusilma suurus on 90 mikronit, ja kogu ülejäänud tolm on sõela läbinud.
Lihvimise optimaalne peenus (peenus) määratakse koguteguriga: minimaalne võimsustarve kütuse jahvatamisel ja kaod mehaanilisest allapõlemisest. Jahvatusaste sõltub kütuse reaktsioonivõimest, mida iseloomustab peamiselt lenduvate ainete eraldumine. Mida suurem on lenduvate ainete sisaldus kütuses, seda jämedam on jahvatus.
Kütuse jahvatusomadusi iseloomustab jahvatusvõimsuse koefitsient (antratsiidi puhul Klo = 1; lahja kivisöe puhul TO vaata = 1,6; Pruunsöe jaoks Moskva lähedal Kl 0 = 1,75).
Selle skeemi peamised puudused on tolmuvarustuse puudumine, mis vähendab katla töökindlust, ja veski ventilaatori tugev kulumine, mille kaudu kogu söetolm juhitakse.
Joonisel fig. 5.9 on näidatud vahepealse punkriga peenestamise skeem. Selle erinevus seisneb selles, et separaatori taha on paigutatud tsüklon 6, millesse valmis tolm saadetakse. Tsüklonis eraldatakse 90...95% tolmust õhust ja settitakse ning suunatakse seejärel vahepunkrisse. 9. Tsüklonist pärinev tolm laskub läbi ventiilide (vilkuvad tuled) punkrisse 8, mis avanevad, kui neile surutakse teatud osa tolmust. Peentolmujääkidega õhk imetakse tsüklonist välja veskiventilaatori abil 12 ja süstitakse primaarsesse õhutorustikku, mis omakorda võtab kruvide või labadega tolmusööturite abil tolmu vastu vahepealsest punkrist 10. Vahepunkriga peenestusskeem kui kõige paindlikum ja töökindlam, on muutunud enim kasutatavaks.
Kütuse jahvatamiseks kasutatakse erinevat tüüpi veskeid. Veskitüübi valik sõltub kütuse jahvatusomadustest, lenduvate ainete saagisest ja kütuse niiskusesisaldusest. Eristage väikese kiirusega ja kiireid veskeid.
Väikese lenduva aine väljundiga antratsiidi ja bituumensöe jahvatamiseks, mida põletatakse keskmise ja suure auruvõimsusega kateldes, kasutatakse madala kiirusega kuultrummelveskeid (SHBM) (joonis 5.10). Trummelveski peamisteks eelisteks on jahvatamise peenuse hea reguleeritavus ja jahvatamise töökindlus. Nende veskite puuduste hulka kuuluvad: mahukus, kõrge hind, suurenenud erivõimsustarve, märkimisväärne müra, mis kaasneb veski tööga.
Kiirveskeid on kahte tüüpi: vasarveskid ja ventilaatorveskid.
Ventilaator (MB) on mõeldud peamiselt kõrge niiskusega pruunsöe ja freesturba jahvatamiseks. MW-ga tulekambreid kasutatakse keskmise võimsusega kateldes. MW lihvimiskorpus on massiivne tiivik 1 (joon. 5.12) pöörlemiskiirusega 380 ... 1470 pööret minutis, mis asub soomustatud korpuses 6.
INkapriisne viis. IN Vaadeldavates põletusahjudes põlevad kütuseosakesed ahju mahus lennult. Nende ahju ruumis viibimise kestus ei ületa aega "põlemisproduktide ahjus viibimise aeg ja on 1,5 ... 3 s. Tsüklonahjudes, mis on ette nähtud peeneks purustatud kütuse ja jämeda tolmu põletamiseks, suured osakesed kivisüsi on suspensioonis nii kaua, kui kaua see on vajalik nende täielikuks läbipõlemiseks, olenemata põlemisproduktide ahjus viibimise pikkusest.
Neis põlevad üsna väikesed söeosakesed (tavaliselt väiksemad kui 5 mm) ning põlemiseks vajalik õhk tarnitakse tohutul (kuni 100 m/s) kiirusel tangentsiaalselt tsükloni generaatorile. Neid puhub intensiivselt vooluhulk (vt joonis 5.5, sisse).
Väikeste osakeste märkimisväärne eripind, massiülekandekoefitsientide suured väärtused voolu ja osakeste vahel, kütuse kõrge kontsentratsioon kambris tagavad kõrged soojuspinged ahju mahus (q= 0,65...1,3 MW/m 3 juures a= 1,05... 1,1), mille tulemusena arenevad ahjus adiabaatilisele lähedased temperatuurid (kuni 2000 °C). Kivisöetuhka sulab, vedel räbu, mis voolab mööda seinu alla, pärsib selle pinnale kleepunud osakeste liikumist, mis suurendab veelgi nende vooluga pesemise kiirust ja seega ka massiülekandekoefitsienti.
Kuna tsükloni raadiuse suurenedes tsentrifugaalefekt väheneb, ei ületa viimase läbimõõt enamasti 2 m, mis võimaldab saada soojusvõimsust 40...60 MW.
Meie riigis kasutatakse tehnoloogilisi tsükloni põlemiskambreid peamiselt näiteks väävli põletamiseks (SO 2 saamiseks - tooraine H 2 SO 4 tootmiseks; kasutatakse ka põlemissoojust), sulatamiseks ja röstimiseks. maagid ja mittemetallilised materjalid (näiteks fosforiidid) jne. Hiljuti on tsüklonahjudes teostatud reovee tuletõrjet, st neis sisalduvate kahjulike lisandite põletamist täiendava (tavaliselt gaasilise või vedela) kütuse tarnimise tõttu.
Põlemiskambrites, milles kütus põleb kõrgel temperatuuril, tekib suur hulk äärmiselt mürgiseid lämmastikoksiide. Inimese tervisele ohutu NO maksimaalne lubatud kontsentratsioon (MAC) asulate õhus on 0,08 mg/m 3 .
Kuna lämmastikoksiidide moodustumine temperatuuri langedes oluliselt väheneb, on viimastel aastatel energeetikainsenerid näidanud üles kasvavat huvi nn madalatemperatuurse (erinevalt kõrge temperatuuriga – temperatuuriga 1100 °C ja kõrgem) keevkihi vastu. põlemine, kui kõva- ja pruunsöe stabiilne ja täielik põlemine on võimalik tagada temperatuuril 750 ... 950 "C.
Põlemine keevkihis. Peeneteralise materjali kiht, mis on õhuga alt üles puhutud kiirusega, mis ületab tiheda kihi stabiilsuspiiri, kuid on ebapiisav osakeste kihist välja viimiseks, tekitab tsirkulatsiooni. Osakeste intensiivne ringlus kambri piiratud mahus jätab mulje kiiresti keevast vedelikust. Märkimisväärne osa õhust läbib sellise kihi mullidena, segades tugevasti peeneteralise materjali, mis suurendab veelgi sarnasust keeva vedelikuga ja selgitab nime päritolu.
Põlemismeetod keevkihis (vt joonis 5.5, d) on teatud mõttes kihi ja kambri vahepealne. Selle eeliseks on võime põletada suhteliselt väikeseid kütusetükke (tavaliselt väiksemaid kui 5 ... 10 mm) õhukiirusel 0,1 ... 0,5 m / s.
Keevkihtahjusid kasutatakse tööstuses laialdaselt püriitide põletamisel SO 2 tootmiseks, erinevate maakide ja nende kontsentraatide (tsink, vask, nikkel, kulda sisaldavad) röstimiseks jne.
