Котлы тепловых электростанций и защита атмосферы - страница 19

Для надежного сжигания высоковлажных углей типа болгарского бурого, путем повышения температуры и концентрации кислорода в ядре факела при сохранении всех преимуществ системы с прямым вдуванием, был использован пылеконцентратор, позволяющий отделить часть слабозапыленного влажного сушильного агента и сбросить его в верхнюю часть топки.

Принцип действия пылеконцентратора заключается в разделении исходной пылегазовой смеси на сильно– и слабозапыленные потоки за счет различных гидродинамических свойств твердой и газовой фазы. В центробежном пылеконцентраторе, схема которого приведена на рис. 3.15, поток аэросмеси проходит через лопаточный завихритель и приобретает вращательное движение. За счет действия центробежной силы пылевые частицы отжимаются к внутренней поверхности корпуса, увеличивая концентрацию несущего газового потока. Рабочий процесс в пылеконцентраторе заканчивается выделением в самостоятельные отводы части несущего газового потока, имеющего большую, по сравнению с исходным потоком, концентрацию пыли и другой части с соответственно меньшей, чем у исходного, концентрацией пыли.

Основными режимными параметрами пылеконцентратора являются g_>c и l, где g_>c – это доля пыли, поступающей в основной отвод, то есть

g_>c = G_>осн /G_>о, (3.2)

а l – доля газа (несущего агента), также поступающего в основной отвод:

l = Q_>осн/Q_>0. (3.3)

Слабозапыленный поток, включающий в себя остаток пыли G_>сбр = G_>0−G_>осн, выносится газовым агентом Q_>сбр = Q_>о−Q_>осн в сбросной пылепровод и далее в сбросную горелку.

Глубина разделения пылегазового потока выражается как отношение:

g_>c/l = (G_>ocн · Q_>0)/(G_>0 · Q_>осн). (3.4)

Следовательно,

g_>c/l = μ_>осн/μ_>0

где μ_>0, μ_>осн – концентрации пыли на входе в пылеконцентратор (то есть за мельницей) и в основном отводе (перед основной горелкой).

Меньшая часть угольной пыли (l – g_>c) вместе с определенной частью сушильного агента (1 – l) поступает, как упоминалось ранее, в сбросные горелки, расположенные выше основных. Поэтому время для горения сбросной пыли в топочной камере несколько уменьшается. Это обстоятельство накладывает определенные требования на фракционный состав сбросной пыли: она не должна содержать крупные частицы, особенно размером более 1000 мкм. И в этом плане центробежные пылеконцентраторы с регулируемой степенью крутки потока оказываются наиболее подходящими.

При проведении испытаний центробежного пылеконцентратора, изображенного на рис. 3.15, оказалось, что при α = 20° доля топлива, поступающая в основные горелки (g_>c), была равна 0,85, а l = 0,5, то есть l/g_>c = 0,59. В опытах с большей круткой потока (α = 45°) оказалось: g_>c = 0,9; l = 0,6 и l/g_>c = 0,67. Гидравлическое сопротивление пылеконцентратора составляло 60–65 кгс/м^>2.

На рис. 3.16 показана конструкция двухступенчатого пылеконцентратора, позволяющая слабозапыленный поток аэросмеси дополнительно разделить на два потока. Один из них содержит чрезвычайно мало частиц угольной пыли, причем наиболее тонких, которые могут выгореть, поступая даже в верхнюю часть топочной камеры.

Рис. 3.16. Двухступенчатый пылеконцентратор: 1 – внешний корпус; 2 – завихритель; 3 – рассекатель; 4 – внутренний корпус; 5,6 – внешний и внутренний основные отводы; 7,8 – внешний и внутренний сбросные отводы; 9 – обтекатель