Топки. Пылеприготовление. Котельные установки

Содержание

Слайд 2

Топки Топка – это часть парогенератора, предназначенная для сжигания топлива. При

Топки


Топка – это часть парогенератора, предназначенная для
сжигания топлива.

При этом химическая энергия топлива превращается в
тепловую энергию продуктов сгорания, за счет которой
генерируется пар.
Топки бывают слоевые, камерные, вихрекамерные.
В слоевых топках сжигается кусковое топливо в слое.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 3

Эффективность сжигания топлива В камерных топках эффективно сгорает угольная пыль (δ=0…300

Эффективность сжигания топлива


В камерных топках эффективно сгорает угольная пыль


(δ=0…300 мкм).
В вихрекамерных (циклонных) топках сжигается дробленка
(δ=4…6 мм).
Интенсивность процесса сжигания, а следовательно и
тепловое напряжение топочного объема, возрастает от
слоевых топок к циклонным.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 4

Слоевая топка 90–95% первичного воздуха (1) для сгорания топлива в слое

Слоевая топка

90–95% первичного воздуха (1)
для сгорания топлива в слое

(3)
подается под колосниковую решетку (2).
Для завершения сгорания летучих и
уноса угольной пыли, в топочную
камеру подается вторичный воздух (4).
Продукты сгорания (5) уносятся в дымовую трубу, шлак (7)
удаляется из нижней части топки.
Верхняя поверхность топлива – это зеркало горения (6),
площадь которого F принимается равной площади решетки.

4
3
2
1

5
6
7

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 5

Характеристики слоевой топки Тепловое напряжение зеркала горения: Q/F=BQнр/F (800…1300 кВт/м2). Меньшее

Характеристики слоевой топки

Тепловое напряжение зеркала горения:
Q/F=BQнр/F (800…1300 кВт/м2).


Меньшее значение для влажного, зольного угля с мелочью,
большее – для сухого, малозольного, сортированного топлива.
Объем топки Vт между зеркалом горения, стенами и потолком
топки.
Тепловое напряжение топочного объема:
Q/Vт=BQнр/Vт (230…350 кВт/м3).
Топки бывают ручные и механизированные.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 6

Механическая топка с цепной решеткой Такие топки устанавли- ваются под котлами

Механическая топка с цепной решеткой

Такие топки устанавли-
ваются под котлами

с
D = 10…25 т/ч.
Перед сжиганием уголь
дробится до кусков
размером ~40 мм.
Цепная решетка 1 – это
бесконечное полотно из колосников, смонтированных на двух
цепях, надетых на звездочки 2, одна из которых приводится
во вращение от электродвигателя через редуктор.

3
2
1

4

5

6

8

7

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 7

Описание механической слоевой топки Цепная решетка движется вглубь топки со скоростью

Описание механической слоевой топки


Цепная решетка движется вглубь топки со

скоростью 2–20
м/ч.
Топливо из загрузочного бункера 3 через дозирующее
устройство подается на решетку.
Необходимый для горения топлива воздух подается через
дутьевые окна 4.
Перемещаясь вместе с полотном, топливо сгорает.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 8

Камерная топка Угольная пыль (δ ся в топку струей первичного воздуха

Камерная топка


Угольная пыль (δ<300 мкм) вдувает-
ся в

топку струей первичного воздуха
1, жидкое же топливо распыляется
специальными горелками 3.
Топливо сгорает во взвешенном
состоянии за 2–3 секунды благодаря
большой поверхности контакта
с воздухом.

7
6
5
3
2
1

8

4

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 9

Подача воздуха и удаление продуктов сгорания Кроме того, смеси топлива с

Подача воздуха и удаление продуктов сгорания


Кроме того, смеси топлива

с воздухом придается вихревое
движение, а вторичный воздух 2 подается в корень факела 4,
что обеспечивает интенсивное перемешивание (турбулизацию
факела).
За счет теплоты сгорания топлива вода в экранных трубах 5
нагревается до температуры кипения и частично испаряется.
Газообразные продукты сгорания топлива 7 уходят в трубу,
а шлак 8 удаляется из нижней части топки в твердом или
или частично (40–50 %) – в жидком состоянии.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 10

Обмуровка камерной топки Теплопотери в окружающую среду минимизируются благодаря толстой обмуровке

Обмуровка камерной топки


Теплопотери в окружающую среду минимизируются благодаря
толстой

обмуровке 6 котла из огнеупорного кирпича.
Если топливо с легкоплавкой золой (tпл<1500 °C), то
предпочтительным является жидкое шлакоудаление,
в противном случае – шлакоудаление твердое.
При этом подача вторичного воздуха должна быть
организована так, чтобы шлак до соприкосновения с
экранными трубами охладился и потерял прилипаемость.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 11

Разгрузочное устройство Разгрузка вагонов автоматизирована, к-во вагонов 1 Теплоносители и их

Разгрузочное устройство

Разгрузка вагонов автоматизирована, к-во вагонов 1

Теплоносители и их свойства © Шаров

Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 12

Оборудование системы топливоподачи Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Оборудование системы топливоподачи

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. ©

НГТУ, 2014
Слайд 13

Размораживающее устройство Размораживание вагонов: эл. и газовый обогрев к-во вагонов 6;

Размораживающее устройство

Размораживание вагонов: эл. и газовый обогрев
к-во вагонов 6; цикл размораживания

(15 мин/2 вагона)

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 14

Валковая дробилка Диаметр/ширина валка 1,6/1,4 м; крупность камней 0…800/1200 мм крупность

Валковая дробилка

Диаметр/ширина валка 1,6/1,4 м; крупность камней 0…800/1200 мм
крупность зерен 150/180 мм

Теплоносители и их свойства ©

Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 15

Первичная обработка топлива Первичная обработка топлива заключается в отделении металлических включений,

Первичная обработка топлива


Первичная обработка топлива заключается в отделении
металлических

включений, древесной щепы, тряпок, бумаги.
Металлы удаляются мощными электромагнитами, а
остальные включения – щепоотделителями.
На грохотах (больших ситах) отделяются крупные камни
(δ>25 мм), которые затем размельчаются в камнедробилках
до кусков размером 10…25 мм.
В результате чего облегчается работа мельниц и сокращается
расход электроэнергии на размол топлива.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 16

Тракт топливоподачи 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Тракт топливоподачи

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1.Транспортер 1-го подъема
2.Подвесной электромагнит
3.Магнитный шкив
4.Вибрационный грохот
5.Молотковая дробилка
6.Течка дробилки
7.Транспортер 2-го подъема
8.Щепоуловитель
9.Бункер

сырого угля

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 17

Системы пылеприготовления При центральной системе пылеприготовления пыль получают на оборудовании, размещенном

Системы пылеприготовления


При центральной системе пылеприготовления пыль получают
на оборудовании,

размещенном в отдельном здании
(центральном пылезаводе).
Наработанная пыль используется во всех парогенераторах
тепловой электростанции.
В индивидуальной системе пылеприготовления пыль
производится на оборудовании, размещенном прямо у
парогенератора.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 18

Вторичная обработка топлива Вторичная обработка топлива (пылеприготовление). Одновременно с размолом топлива

Вторичная обработка топлива


Вторичная обработка топлива (пылеприготовление).
Одновременно с размолом

топлива в мельницах угольная
пыль подсушивается горячим воздухом или сушильным газом.
В шахтных мельницах (ШМ) дробленый уголь падает с высоты
на вращающиеся внизу массивные била и превращается в пыль
за счет удара, раздавливания и истирания.
Нетвердые угли размалываются в центробежных мелящих
вентиляторах (МВ).

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 19

Шаровые барабанные мельницы Наиболее твердые топлива размалываются в шаровых барабанных мельницах

Шаровые барабанные мельницы
Наиболее твердые топлива размалываются в шаровых
барабанных мельницах

(ШБМ).
Они представляют собой цилиндры диаметром 2…4 м и длиной
3…8 м, имеющие тепловую и звуковую изоляции.
Изнутри они покрыты броней и на 20…30 % заполнены
чугунными шарами диаметром 30…60 мм.
Барабан приводится во вращение со скоростью 16…25 об/мин
от электродвигателя через редуктор и шары перемалывают
уголь в пыль за счет удара, раздавливания и истирания.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 20

Молотковая мельница с аксиальным подводом воздуха 1.Корпус 2.Била 3.Ротор 4.Патрубок для

Молотковая мельница с аксиальным подводом воздуха

1.Корпус
2.Била
3.Ротор
4.Патрубок для подвода воздуха
5.Электродвигатель
6.Внутренняя броня

3

Теплоносители и

их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 21

Молотковая мельница Диаметр/ширина ротора 1/1,2 м; крупность кусков 0…6,3 мм крупность

Молотковая мельница

Диаметр/ширина ротора 1/1,2 м; крупность кусков 0…6,3 мм
крупность помола 0…0,8 мм

Теплоносители и их свойства

© Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 22

Валковая среднеходная мельница 1. Вращающийся горизонтальный размольный стол; 2. Стационарные конические

Валковая среднеходная мельница

1. Вращающийся горизонтальный размольный стол; 2. Стационарные конические валки;

3. Пружины; 4. Подача топлива на размольный стол; 5. Подвод горячего воздуха; 6. Пыль в сепаратор; 7. Редуктор

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 23

Характеристики пыли [7] В угольных мельницах получают смесь частиц от 0,1

Характеристики пыли [7]

В угольных мельницах получают смесь частиц от 0,1

до
300…500 мкм; при грубом размоле бурых углей – даже до 1 мм.
Аэропыль (смесь пыли с воздухом) легко транспортируется по
пылепроводам.
Качество пыли зависит от размеров фракций – тонкостью
помола, которая определяется по результатам рассева пыли на
ситах.
Сита нумеруются по количеству отверстий на 1 см длины (сито
№ 30 имеет 30 отверстий на 1 см, то есть 900 отверстий на 1
см2).
Для грубого размола бурых углей эксплуатационники
используют сита с отверстиями от 200 мкм до 1 мм, а для тонкого
размола каменных углей – 90 мкм.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 24

Система остатков пыли на ситах При рассеве пыли через сито проходят

Система остатков пыли на ситах

При рассеве пыли через сито проходят

мелкие фракции R90
(проход D), а крупные остаются (остаток R), например:
R120+D90=100 %.
Тонкость помола можно определить по остаткам пыли на ситах:
R90, R120х, R200.
Чем мельче частицы пыли, тем меньше потери от механической
неполноты сгорания топлива.
Для каждого угля есть оптимальная экономическая тонкость
размола, которая определяется выходом летучих Vг.
Чем больше выход летучих для углей, тем грубее допускается
их размол.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 25

Индивидуальная схема пылеприготовления 1 – бункер сырого угля; 2 – весы;

Индивидуальная схема пылеприготовления

1 – бункер сырого угля;
2 –

весы; 3 – питатель
сырого угля (транс-
портер);
4 – ШБМ;
5 – чугунные шары;
6 – сепаратор;
7 – циклон;
8 – задвижка;
9 – бункер пыли;
10 – питатель пыли (шнек);
11 – горелка; 12 – мельничный вентилятор (эксгаустер);
13 – короб горячего воздуха.

1
2
3
4
5

6

7
8
9
10
11

12

13

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 26

2 1 4 1.Патрубок для подачи горячего воздуха и топлива 2.Стальной

2

1

4

1.Патрубок для подачи горячего воздуха и топлива
2.Стальной барабан
3.Броня
4.Патрубок выхода пыли
5.Чугунные шары

d=30…60 мм

3

Шаровые барабанные мельницы применяются для размола антрацитов и каменных углей с малым выходом летучих, требующих тонкого помола (R90 = 6…7 %)

Шаровая барабанная мельница (ШБМ)

5

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 27

Пылевой циклон 1.Корпус 2.Регулирующий патрубок 3.Верхний патрубок 4.Взрывной предохранительный клапан 5.Выход

Пылевой циклон

1.Корпус
2.Регулирующий патрубок
3.Верхний патрубок
4.Взрывной предохранительный клапан
5.Выход воздуха
6.Подвод аэропыли
7.Отвод готовой пыли

Теплоносители и

их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014
Слайд 28

Вихревая пылеугольная горелка Для розжига топки и поднятия температуры до величины,

Вихревая пылеугольная горелка


Для розжига топки и
поднятия температуры до


величины, необходимой
для воспламенения
угольной пыли, в канал
1 подается мазут.
Он воспламеняется с помощью электроподжига 4.
С началом устойчивого горения угольной пыли подача
мазута прекращается.

3
2
1

4

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 29

Первичный и вторичный воздух После достижения необходимой температуры в первичный воздух

Первичный и вторичный воздух


После достижения необходимой температуры в первичный


воздух 2 начинает подаваться угольная пыль.
Для полного сжигания горючих составляющих топлива
через канал 3 подводится вторичный воздух.
Тот и другой воздух подаются тангенциально, что создает
вихревое движение и обеспечивает хорошее перемешивание
топлива и воздуха.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 30

Циклонная топка Дробленый уголь 1 (δ=4…6 мм) подается в топку сверху.

Циклонная топка


Дробленый уголь 1 (δ=4…6 мм)
подается в топку

сверху.
Первичный воздух 2
подводится тангенциально,
создавая вихрь.
Вторичный воздух 3 также
подается тангенциально,
поддерживая вихрь в камере
сгорания (КС).

КС

КО

1
2
3
4
5
6

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 31

Шлак Шлакоотбойники 5 предотвращают унос шлака в камеру охлаждения (КО), в

Шлак
Шлакоотбойники 5 предотвращают унос шлака в камеру
охлаждения (КО), в

которой расположены нагревательные
трубы 4.
Во взвешенном состоянии частицы топлива почти полностью
сгорают.
Жидкий шлак 6, отжатый центробежной силой, стекает по
стенке вниз.

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 32

Барабанный котел 1 – питательный насос; 2 – водяной экономайзер; 3

Барабанный котел

1 – питательный насос;
2 – водяной экономайзер;


3 – сепаратор;
4 – ширмовый ПП;
5 – конвективный ПП;
6 – забор воздуха;
7 – дутьевой вентилятор;
8 – воздухоподогреватель;
9 – короб горячего воздуха;
10 – первичный воздух;
11 – угольная пыль;
12 – вторичный воздух.

Свежий пар

Шлак

Уход. газы

2
1

3
4

5
6

8 7

9

10

11 12

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 33

Котел ТГМ-94 Таганрогского КЗ D=500 т/ч; p0=14 Мпа; t0/t=570/570 °С; ηбр=92

Котел ТГМ-94 Таганрогского КЗ


D=500 т/ч; p0=14 Мпа;
t0/t=570/570 °С; ηбр=92 %
р=0,02D;

tпв=230 °С; tух=145 °С
17 – 4 яруса по 7 шт. горелок
20 – 2 дутьевых вентилятора
23 – 3 РВП (регенеративных
подогр-ля воздуха 2 об/мин)
25 – 2 дымососа

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 34

Прямоточный котел Новые обозначения: 3 – испарительная зона; 4 – переходная

Прямоточный котел

Новые обозначения:
3 – испарительная зона;
4 – переходная

зона;
5 – потолочный,
радиационный
пароперегреватель;
5а – конвективный
пароперегреватель.
Прямоточные парогене-
раторы применяются
при сверхкритических
параметрах (для воды
Ркр≈221 бар).

Шлак

Уход. газы

2
1

6

8 7

9

10

11 12

Свежий пар


5
4
3

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Слайд 35

Устройство конденсатора Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Устройство конденсатора

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ,

2014
Слайд 36

Схема оборотного водоснабжения с градирней Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014

Схема оборотного водоснабжения с градирней

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю.

И. © НГТУ, 2014
Слайд 37

Градирня Воздух Воздух Вода из конденсаторов Охлажденная вода Водяной пар Теплоносители

Градирня

Воздух

Воздух

Вода из
конденсаторов

Охлажденная
вода

Водяной пар

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. ©

НГТУ, 2014
Слайд 38

Схема газоснабжения электростанции 1 1.Магистральная задвижка с ручным управлением 2.Задвижка с

Схема газоснабжения электростанции

1

1.Магистральная задвижка с ручным управлением
2.Задвижка с электрическим приводом
3.Регулятор давления

газа
4.Предохранительный клапан
5.Автоматический регулятор расхода газа (АРР)
6.Отсекающий быстродействующий клапан (БК)
7.Манометр
8.Расходомер
9.Задатчики регуляторов давления
10.Фильтр
11.Продувочная «свеча»
12.Подвод газа к запальнику горелок

2

3

4

5

6

7

8

9

10

2

11

8

7

12

Котел
№1

к котлу №2

Котельная

ГРП

Байпас

Газопровод

p1=0,7…1,3 МПа

p2=0,13…0,2 МПа

Теплоносители и их свойства © Шаров Ю. И. © НГТУ, 2014