Реферат на тему топочные устройства

Обновлено: 08.07.2024

Основными видами теплоносителей на предприятиях легкой промышленности являются горячая вода и водяной пар. Горячая вода используется для технологических нужд, отопления и горячего водоснабжения, а водяной пар — для проведения технологических процессов и в качестве горячего теплоносителя в теплообменной аппаратуре. Выбор теплоносителя и определение режима теплопотребления зависят от вида потребителя тепловой энергии. Например, в жидкостных процессах обработки кожевенного сырья, требующих использования воды, применяются водные растворы температурой 25 — 50 °С. Для получения горячего воздуха в сушильных установках различных производств используется водяной пар с давлением 0,2—0,7 МПа.

При выборе того или иного вида теплоносителя следует иметь в виду, что теплоснабжение горячей водой более экономично, поскольку горячая вода имеет повышенную аккумулирующую способность, обеспечивает теплоснабжение на большие расстояния, дает возможность централизованного регулирования тепловых нагрузок. Использование пара приводит к образованию вторичных энергоресурсов (в виде отработанного пара, промышленного конденсата), что требует решения вопроса о возможности использования их на предприятии или более полном возврате в котельную. Возврат конденсата в котельную необходим, если предприятие потребляет несколько тонн пара в час и более. В случае теплоснабжения предприятий от ТЭЦ и крупных центральных котельных они получают перегретый, а при теплоснабжении от небольших местных котельных — влажный насыщенный пар, при использовании которого ухудшается качество теплоносителя (в связи с отсутствием контроля за степенью сухости), снижается стабильность параметров пара на входе к потребителям теплоты, увеличиваются тепловые потери и расход топлива, снижается качество водоподготовки и др.

Выбор параметров теплоносителя определяется технологическими режимами производства и оказывает влияние на экономичность системы теплоснабжения.

При централизованном теплоснабжении от ТЭЦ повышение параметров теплоносителя уменьшает выработку электроэнергии, поэтому их увеличение должно быть обосновано. При теплоснабжении от котельных, вырабатывающих только тепловую энергию, повышение параметров теплоносителя возможно в зависимости от условий использования теплоты в промышленных установках и от условий ее транспортирования. Повышение параметров теплоносителя приводит к уменьшению диаметров трубопроводов, снижению мощности электродвигателей насосов, относительному росту тепловых потерь с каждого метра трубопровода.

Режим теплового потребления промышленных предприятий неодинаков в течение суток и года.

Технологические потребители тепловой энергии относятся к круглогодовым потребителям с резко выраженным суточным графиком потребления теплоты. Изменение технологической тепловой нагрузки связано со сменностью работы оборудования, особенностями технологического процесса, а в ряде случаев — с температурой наружного воздуха. В течение года график тепловой технологической нагрузки может быть более равномерным.

Общезаводские потребители тепловой энергии могут быть как круглогодовыми (горячее водоснабжение), так и сезонными (отопление и вентиляция). Суточный расход теплоты на отопление и вентиляцию в отопительный период меняется незначительно, но претерпевает большие изменения в течение года. График тепловых нагрузок горячего водоснабжения имеет большую неравномерность в течение суток, но относительно равномерен в течение года.

Знание графика тепловых нагрузок различных потребителей тепловой энергии позволяет правильно определить годовой расход теплоты, экономично эксплуатировать системы теплоснабжения, регулируя отпуск теплоты в зависимости от требований производства. Регулирование теплового потребления осуществляется централизованно — на ТЭЦ или крупных котельных; по группам — на центральных (ЦТП) или местных (МТП) тепловых пунктах; индивидуально — непосредственно на теплоиспользующей аппаратуре.

Лучшие результаты дает сочетание трех видов регулирования: центрального, местного и индивидуального, однако чаще всего ограничиваются только центральным и местным, главным образом, из-за отсутствия систем индивидуального регулирования.

Регулирование систем водоснабжения проводится либо за счет изменения температуры воды (качественное регулирование), либо ее расхода (количественное регулирование), либо обоих факторов сразу (качественно-количественное регулирование).

Наибольшее распространение получило центральное качественное регулирование, дополняемое на ЦТП или МТП количественным регулированием.

Регулирование систем пароснабжения промышленных предприятий в основном проводится на входе к отдельным потребителям или их группе автоматически, полуавтоматически или вручную. При автоматическом регулировании обеспечивается регулирование как давления, так и расхода пара, при полуавтоматическом — автоматически поддерживается только давление, а расход пара изменяют вручную.

Внедрение в производство оборудования с индивидуальными системами регулирования позволяет регулировать тепловую нагрузку вследствие изменения поверхности нагрева, коэффициента теплопередачи, среднего температурного напора, например при переключении схемы противотока на схему прямотока и т. д.

Классификация топочных устройств. Показатели топочных устройств. Слоевые и камерные топки.

Топочным устройством или топкой является часть котельного агрегата, предназначенная для осуществления термоокислительных процессов (сжигания топлива) с целью получения высокотемпературных продуктов сгорания. В то же время топка служит теплообменным устройством, в котором происходит теплоотдача излучением из зоны горения радиационным поверхностям нагрева.

По способу сжигания топлива все топочные устройства делятся на слоевые и камерные(вихревые). В слоевых топках осуществляется сжигание твердого кускового топлива в слое, лежащем на соответствующей опорной поверхности (см. рис. 1.1).

По состоянию слоя топлива топки подразделяют на слоевые с плотными взвешенным слоем - кипящим слоем (ТКС).

В камерных факельных топках производится сжигание газообразного, жидкого и пылевидного твердого топлива с помощью специальных распыливающих устройств иначе называемых горелочными устройствами (ГУ).

Сжигание топлива в вихревых топках осуществляется во взвешенном состоянии топлива, которое поддерживается за сет формы камеры и аэродимамики процесса.

Слоевые топки, для сжигания разнообразных видов твердого топлива разделяются на внутренние и выносные, с горизонтальными и наклонными колосниковыми решетками.

Топки, расположенные внутри обмуровки котла, называются внутренними.

Топки, расположенные за пределами обмуровки и дополнительно пристроенные к котлу, называются выносными.

В зависимости от способа подачи топлива и организации обслуживания слоевые топки подразделяются на ручные, полумеханические и механические.

Ручными называются топки у которых все три операции - подача топлива в топку, его шуровка и удаление шлака (очаговых остатков) из топки - выполняются кочегаром вручную. Эти топки имеют, как правило, горизонтальную колосниковую решетку. Такие топки обычно называют - топки с ручной колосниковой решеткой (РКР).

Полумеханическими называют топки, в которых механизированы одна или две операции. К таким топкам относятся шахтных с наклонными колосниковыми решетками, где топливо, загруженное в топку вручную, по мере прогорания нижних слоев перемещается по наклонным колосникам под действием собственной массы. Топки с механическими или пневмомеханическими забрасывателями с поворотными колосниками (ПЗ-РПК).

Механическими называются топки, в которых все три операции механизированы. К ним относятся топки: с подвижным колосниковым полотном (ЛЦР - ленточная цепная решетка, ЧЦР - чешуйчатая цепная решетка, БЦР - безпровальная цепная решетка) и неподвижным слоем; с подвижным слоем и неподвижным колосниковым полотном – топки с шурующей планкой (ТШП) и др.

Осн. показателями топочного устройства являются:

1.пригодность для сжигания данного топлива;

2.тепловая производительность , МВт;

3.коэф-т избытка воздуха на выходе из топки a _Т,%;

4.потери теплоты от хим. неполноты сгорания q _х.н., %;

5. потеря теплоты от мех. неполноты сгорания q_м.х, %;

6.видимая объемная плотность тепловыделения в топке ,МВт /м 3 ;

7.видимая плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок ) , МВт /м 2 ,где R-площадь решетки;

8.видимая плотность теплового потока через сечение топки площадью F_T: МВт /м 2 ;

9.доля золы, уносимой газами из топки, а_ун;

10.необходимое давление воздуха перед топкой р, Па;

11.температура дутьевого воздуха t_В,°C.

Слоевые топки предназначены для сжигания твердого топлива в слое на колосниковой решетке. В камерных топках сжигается твердое топливо во взвешенном состоянии в виде пыли и дробленых частиц, а также жидкое, распыляемое с помощью форсунок, и газообразное. Камерные топки подразделяются на факельные и вихревые.

Слоевые топки. По способу механизации операций обслуживания (подача топлива, шировка слоя, удаление зол и шлака) слоевые топки делятся на ручные (немеханизированные), полумеханические и механические. В полумеханических топках механизирована часть операций. В механических топках механизированы все операции.

В зависимости от способа организации процесса сжигания топлива слоевые топки можно разделить на три группы:

1) с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива;

2) с неподвижной колосниковой решеткой и перемещением топлива по решетке;

3) с подвижной колосниковой решеткой и движущимся вместе с ней слоем топлива.

Камерные топки для сжигания твердого топлива используют в котельных агрегатах средней и большой производительности.

Основные преимущества камерных топок заключаются в следующем:

1) возможность экономичного использования практически всех сортов угля, в том числе и низкокачественных, которые трудно сжигать в слое;

2) хорошее перемешивание топлива с воздухом, что позволяет работать с небольшим избытком воздуха (б=1,2-1,25);

3) возможность повышения единичной мощности котельного агрегата:

4) относительная простота регулирования режима работы и, следовательно, возможность полной автоматизации топочного процесса.

Сжигание твердого топлива в факеле. Большое значение для работы пылеугольных топок имеет конструкция применяемых горелок. Горелки должны обеспечивать хорошее перемешивание топлива с воздухом, надежное зажигание аэросмеси, максимальное заполнение факелом топочной камеры и легко поддаваться регулированию по производительности в заданных пределах.

Сжигание мазута и газов в топках. Жидкое топливо, сжигаемое в топках, подвергается предварительному распылению с помощью форсунки, являющейся элементом горелки. Пол горелкой в общем случае понимается агрегат, включающий помимо форсунки воздухонаправляющий аппарат, запальное устройство и механизм управления.

© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.009)

Воздушные регистры. При любом виде топлива (газообразное, жидкое или пылевидное) воздух в основном (кроме инжекционных горелок) нагнетается дутьевым вентилятором в топку через воздушные регистры или воздухонаправляющие аппараты, что обеспечивает интенсивное завихрение и выход (подачу) топливно-воздушной смеси в наиболее узком сечении амбразуры топки со скоростью 25…30 м/с. Горелочные устройства… Читать ещё >

Топочные и горелочные устройства ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Топочные устройства

Топка — устройство, предназначенное для сжигания топлива с целью получения теплоты. Топка выполняет функцию горения и теплообменного аппарата — теплота излучением и конвекцией одновременно передается от факела горения и продуктов сгорания к экранным поверхностям, по которым циркулирует вода. Доля лучистого теплообмена в топке, где температура топочных газов порядка 1000 °C, больше чем конвективного, поэтому, чаще всего, поверхности нагрева в топке называют радиационными.

Для сжигания природного газа, мазута и пылевидного твердого топлива обычно используют камерные топки, общая принципиальная схема которой приведена на рис. 4.

В конструкции камерной топки можно выделить четыре основных элемента: топочную камеру, экранную поверхность, горелочное устройство и систему удаления шлака и золы.

Рис. 4. Принципиальная схема камерной топки

1 — обмуровка; 2 — фронтовой и потолочный экран; 3 — задний и подовый экран; 4 — левый боковой экран; 5 — горелка; 6 — система удаления шлака и золы; 7 — конвективная шахта — газоход; 8 — пароперегреватель; 9 — водяной экономайзер; 10 — воздухоподогреватель; 11 — боров.

Обмуровкой называют ограждения, отделяющие топочную камеру и газоходы котельного агрегата от внешней среды. Обмуровку выполняют из красного или диатомового кирпича, огнеупорного материала или из металлических щитов с огнеупорами. Внутренняя часть обмуровки в топке, или футеровка, со стороны топочных газов и шлаков, выполняется из огнеупорных материалов: шамотного кирпича, шамотобетона и других огнеупорных масс. Обмуровка и футеровка должны быть достаточно плотными, особо высокоогнеупорными, стойкими к химическому воздействию шлаков и иметь малый коэффициент теплопроводности.

Обмуровка может опираться непосредственно на фундамент, на металлические конструкции (каркас) или крепиться на трубах экранов топочной камеры и газоходов. Поэтому существует три конструкции обмуровки:

— массивная — имеет свой фундамент;
— накаркасная (облегченная) — фундамента не имеет, крепится на металлический каркас;
— натрубная — крепится к экранным поверхностям.

Каркас служит для крепления и поддержания всех элементов котельного агрегата (барабанов, поверхностей нагрева, трубопроводов, обмуровки, лестниц и площадок) и представляет собой металлические конструкции обычно рамного типа, соединенные с помощью сварки или закрепленные болтами на фундаменте.

2. Экранная радиационная поверхность нагрева выполнена из стальных труб диаметром 51…76 мм установленным с шагом 1,05…1,1. Экраны воспринимают теплоту за счет радиации и конвекции и передают ее воде или пароводяной смеси, циркулирующим по трубам. Экраны защищают обмуровку от мощных тепловых потоков.
3. Система удаления шлака и золы используется в камерных топках только при сжигании твердого пылевидного топлива.
4. Горелочные устройства устанавливаются на одной или двух противоположных (встречных) поверхностях нагрева, на поду, или в уграх топки. На стенах топки котла устраивают амбразуру — отверстие в обмуровке, выложенное огнеупорным материалом, куда устанавливают воздушный регистр и горелочное устройство.

Воздушные регистры. При любом виде топлива (газообразное, жидкое или пылевидное) воздух в основном (кроме инжекционных горелок) нагнетается дутьевым вентилятором в топку через воздушные регистры или воздухонаправляющие аппараты, что обеспечивает интенсивное завихрение и выход (подачу) топливно-воздушной смеси в наиболее узком сечении амбразуры топки со скоростью 25…30 м/с.

Воздухонаправляющее устройство представляет собой лопаточный завихритель осевого типа с подвижными, поворачивающимися вокруг своей оси лопатками. Возможна и установка неподвижных профильных лопаток под углом 45…50° к потоку воздуха. Завихрение потока воздуха интенсифицирует процессы смесеобразования и горения, но при этом увеличивается сопротивление по воздушному тракту. Направляющие аппараты удобны для автоматического регулирования производительности вентиляторов и дымососов.

В зависимости от способа организации процесса сжигания топлива слоевые топки можно разделить на три группы:

1) с неподвижной колосниковой решеткой и неподвижным слоем топлива (рис.3,а, б);

2) с неподвижной колосниковой решеткой и перемещением топлива по решетке (рис.3 в, г, д);

3) с подвижной колосниковой решеткой и движущимся вместе с ней слоем топлива (рис.3е).

В показанную на рис.3,а топку топливо загружают вручную и вручную удаляют очаговые остатки через зольник. Из-за большой затраты физического труда топки этого типа используют только для котлов малой паропроизводительности (до 0,5 кг/с).

На рис.3,б показана полумеханическая топка с пневмомеханическим забрасывателем (ПМЗ) (рис.4) и ручными поворачивающимися колосниками (РПК).

Рис.4. Пневмомеханический забрасыватель топлива.

1-бункер; 2- питатель; 3- роторный метатель; 4- сопловая решетка.

Топливо забрасывается питателем ПМЗ и равномерно распределяется по решетке, Удаляют очаговые остатки путем их сбрасывания в зольный бункер при повороте колосников около своей оси от ручного привода. В топке, показанной на рис. 3, в, загрузка осуществляется под воздействием собственного веса топлива. Топки с наклонной решеткой (с углом 40-50, что соответствует углу естественного откоса сжигаемого топлива) используют обычно для сжигания древесных отходов и кускового торфа. Возвратно-поступательное движение колосников на наклонно-переталкивающей решетке (рис. 3,г) дает возможность осуществить непрерывную шуровку слоя топлива, В таких топках возможно сжигание горючих сланцев, бурых углей с большой зольностью и повышенной влажностью и каменных углей с большим выходом летучих веществ.

Топки с шурующей планкой (рис. 3,д) предназначены для сжигания многозольных бурых и неспекающихся каменных углей. Шурующая планка выполняется в виде трехгранной призмы из литого чугуна или стали. Угол наклона передней плоскости к горизонтальной плоскости составляет 35, а задней – 15. При движении вперед (к задней стенке топки) топливо подрезается задней гранью и осуществляется шуровка горящего слоя топлива.

Основные преимущества камерных топок заключаются в следующем:

2) хорошее перемешивание топлива с воздухом, что позволяет работать с небольшим избытком воздуха (α=1,2-1,25);

3) возможность повышения единичной мощности котельного агрегата:

Важнейшая теплотехническая характеристика топочных устройств, основываясь на которой решают вопросы их конструкции и оценивают интенсивность работы, - тепловое напряжение объема топочного пространства. Оно выражается отношением и представляет собой количество теплоты, выделившейся при сжигании определенного количества топлива в единицу времени В и приходящейся на 1 куб.м объема топочного пространства, т.е.: .Единицей измерения q для является Вт/м3.

Если значение q будет превышать определенную числовую величину, установленную практически, то за время нахождения в топке топливо не сгорит полностью. Опыт эксплуатации котельных агрегатов показал, что для различных видов топлива, способов сжигания и конструкций топок допустимое значение q изменяется в широких пределах. Например, для слоевых топок с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива q = 290 – 350 кВт/м3, у слоевых механизированных топок qх =290 – 465 кВт/м3, для камерных топок при сжигании угольной пыли q = 145 – 230 кВт/м3, а при сжигании в них газа или мазута qх = 230 – 460кВт/м3.

В слоевых топках, в которых часть топлива сгорает в слое, а другая часть в топочном пространстве, применяют еще одну характеристику интенсивности тепловой работы топки, называемую тепловым напряжением зеркала горения и имеющую вид: .

Единицей измерения для qR является Вт/м2; В – кг/с; Qрн – Дж/кг и для - R м3.

Эта характеристика представляет собой количество теплоты, выделившейся при сжигании определенного количества топлива в единицу времени и приходящейся на 1 м2 площади поверхности зеркала горения. Установлено, что чем больше qR, тем больше потеря теплоты от механического недожога вследствие уноса из пределов топки мелких, не успевших сгореть частиц топлива. Значения теплового напряжения зеркала золы, конструкции топки и т.д. и изменяются в широких пределах – от 350 до 1100 кВ/м2. Очевидно, что чем больше значение qu иqR для заданных размеров топки и одного и того же вида топлива, тем интенсивней (форсированней) протекает работа топки, т.е. больше сжигается топлива в единицу времени и больше вырабатывается теплоты. Однако форсировать топку можно лишь до определенного предела, ибо в противном случае возрастают потери от химической и механической неполноты сгорания и снижается КПД.

В таблице №1 представлены некоторые характеристики различных топок при сжигании разно вида топлива. Можно видеть что наибольшие тепловые напряжения (а значит и передаваемые тепловые потоки) характерны для факельных и вихревых топок.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: доклад по обж, культурология как наука.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Проверка Домашнего задания
1 Циркуляция смеси в котлоагрегате
2 Элементы котлоагрегата
3 Общие сведения о горении
4 Теплообмен в котле. Виды

Топочное устройство – сочетание горелочных устройств и камер для сжигания топлива.
Основные требования к топочным устройствам:
1 Должны обеспечить условия для полного сжигания топлива при минимальном избытке воздуха и получения продуктов сгорания с максимальной температурой.
2 Т.к. топочная камера – это теплообменное устройство, то должны быть обеспечены условия безаварийной работы поверхностей нагрева, расположенных в ней.
3 Простота конструкции и регулирование тепловой нагрузки в широком диапазоне.
4 Конструкция топок должна допускать совместное сжигание или кратковременную работу на резервном топливе.
5 Должна давать выброс оксида азота и др. токсичных соединений на уровне, не превышающем установленные нормы.

топки с твердым топки с жидким
шлакоудалением шлакоудалением

Слоевые топки
По степени механизации трех топочных операций
1 подачи топлива,
2 шуровки слоя,
3 удаления золы и шлака,
разделяют на ручные, полумеханические и механизированные.
В слоевых топках топливо располагают плотным слоем в нижней части топки,
воздух для горения подают снизу, а продукты сгорания располагаются над слоем топлива.
Схема слоевого процесса сжигания топлива

Подвижные, неподвижные, поворачивающиеся, опрокидывающиеся

Слоевые топки применяют для котлов малой мощности 25-30 МВт,
низкого давления 1,3-2,3 МПа, малой производительности до 50 т/ч.

КПД слоевых топок 40-80 %.

В этих топках достигается высокая экономичность процесса горения топлива,
при минимальных избытках воздуха и потерях тепла от химической и
механической неполноты сгорания топлива, вне зависимости от того, какого
рода и сорта топливо поступает в котельный цех.

Особенности работы камерных топок:

Требуется совместная подача топлива и воздуха единым потоком
Требуется перемещение топлива и воздуха в топочном объеме
Скорости движения топлива и воздуха должны быть такими, чтобы
пребывание частичек топлива в топочной камере они успели полностью
выгорать

Факельные топки
Получили наибольшее распространение, применяют для сжигания твердого
(размолото в тонкий порошок), жидкого (распылено на мелкие капли
в форсунках) и газообразного топлива.
Схема факельного сжигания топлива
Достоинство:
1 нет ограничений по мощности и по виду топлива
2 простота конструкция
Недостатки:
1 факел занимает большой объем, следовательно, большие габариты топки
2 большой вынос летучих отходов в конвективный газоход (до 95%).

Вихревые (циклонные) топки

Камера сжигания может располагаться как горизонтально, так и вертикально.
В этих топках сжигают высокозольное топливо, тощие угли, низкореакционное
топливо, высокосернистый мазут.
Достоинство:
для всех видов топлива (при сжигании твердого топлива не нужна система пылеприг
отовления)
повышенная температура в камере сгорания, обеспечивает устойчивый факел
Недостатки:
сложная конструкция
завышенный расход электроэнергии на дутьё

Читайте также: