DOŚWIADCZENIE JSC SIBENERGOMASZ (BKZ) W PROJEKTOWANIU I PRODUKCJI KOTŁÓW JSC Sibenergomash jest wyspecjalizowanym wiodącym przedsiębiorstwem rosyjskim w produkcji urządzeń energetycznych, w tym kotłów parowych o wydajności pary od 50 do 820 t/h oraz kotłów wodnych o mocy grzewczej od 30 do 180 Gcal/h. Bogate doświadczenie w projektowaniu i produkcji kotłów pozwala nam tworzyć kotły przeznaczone do spalania szerokiej gamy paliw stałych, gazu i oleju opałowego. Firma posiada wysoko wykwalifikowanych specjalistów, unikalny sprzęt technologiczny i badawczy, nowoczesne środki technologia komputerowa. Oprócz opracowywania projektów nowych kotłów, Sibenergomash OJSC zajmuje się rekonstrukcją i modernizacją wcześniej wyprodukowanych kotłów w celu poprawy wskaźników technicznych, ekonomicznych i środowiskowych oraz przeniesieniem kotłów na spalanie nowych (nieprojektowych) paliw. 2

CECHY PALIWA EKIBASTUZ STAWIAJĄ SPECJALNE WYMAGANIA DLA URZĄDZEŃ PALNIKOWYCH Złoże Ekibastuz jest jednym z największych złóż węgla energetycznego, na którym działają stacje w Kazachstanie, Uralu i zachodniej Syberii. Główne cechy tego paliwa: wysoka zawartość popiołu, niska wilgotność, wysoka ścieralność popiołu, brak żużlowania, gdy nadmiar powietrza w strefie spalania jest większy niż jeden, występowanie żużla, gdy nadmiar powietrza w strefie spalania jest mniejszy niż jedność. Te właściwości paliwa nakładają pewne wymagania na konstrukcję urządzeń spalania i mają istotny wpływ na organizację jego spalania. 5

OJSC SIBENERGOMASH (BKZ) POSIADA DUŻE DOŚWIADCZENIE W PROJEKTOWANIU KOTŁÓW PRACUJĄCYCH NA WĘGLE EKIBASTUZ OJSC Sibenergomash (BKZ) posiada bogate doświadczenie w projektowaniu kotłów pracujących na węglu Ekibastuz, dlatego obecnie w elektrowniach cieplnych w Kazachstanie pracuje około 60 elektrowni parowych i Rosji oraz kotły do ​​podgrzewania wody, potwierdzając ich niezawodne działanie przez długi okres czasu. W początkowym okresie rozwoju zagłębia węglowego Ekibastuz, Kotłownia Barnauł produkowała kotły modeli BKZ, BKZ, BKZ o różnych modyfikacjach dla elektrowni cieplnych. Głównym zadaniem projektowania bloków kotłowych w tamtym czasie było zapewnienie niezawodnej i ekonomicznej pracy. Jednym z najpełniej spełniających ówczesne wymagania klientów był zespół kotłowy BKZ, którego konstrukcja została opracowana w latach osiemdziesiątych przez Kotłownię Barnaul. Kocioł ten był produkowany i dostarczany do różnych elektrowni cieplnych. 6

KOCIOŁ BKZ Układ takiego kotła wykonany jest w oparciu o obieg zamknięty w kształcie litery T. Palenisko typ otwarty ma kształt pryzmatyczny, jego górna część w przekroju poziomym wzdłuż osi rur przeciwległych ekranów ma wymiary 15420x3860 mm, a dolna część - 15420x8980 mm. Kocioł jest wyposażony poszczególne systemy przygotowanie pyłu metodą bezpośredniego wtrysku. Mielenie i suszenie węgla odbywa się w młynach młotkowych. Suszenie odbywa się za pomocą gorącego powietrza. Palenisko wyposażone jest w wirowe, dwuprzepływowe palniki pyłowe, umieszczone na bocznych ścianach w jednej kondygnacji (rys. 1). Pokazano kotły tego modelu wysoka niezawodność w eksploatacji ich sprawność kształtowała się na poziomie 92,5%. Według indywidualnych pomiarów przeprowadzonych podczas badań stężenie tlenków azotu (NOx) za kotłem wynosiło mg/Nm3 (przy α = 1,4). 7 Ryc. Rys. 1 – Schemat zespołu spalania kotła BKZ

KOCIOŁ BKZ A Lata osiemdziesiąte ubiegłego wieku charakteryzowały się początkiem walki o środowisko. W dokumenty regulacyjne pojawiły się wymagania dotyczące maksymalnej dopuszczalnej emisji tlenków azotu za kotłem. W celu ograniczenia emisji tlenków azotu w 2003 roku Sibenergomash OJSC wyprodukowała kocioł nowej modyfikacji BKZ A st. dla CHPP-2 Astana. 6. Układ, kształt i wymiary paleniska, a także system przygotowania pyłu pozostały podobne do modelu BKZ. Biorąc pod uwagę istniejące rozwiązania Sibenergomash OJSC, w celu zorganizowania procesu spalania, palenisko jest wyposażone w bezpośredni--. przepływowe palniki pyłowe i denne dysze dmuchowe (rys. 2). Palniki na pył węglowy są umieszczone stycznie do bocznych ścian paleniska w dwóch poziomach i mają obrót swoich osi, tworząc dwa wiry w planie paleniska. Dolne dysze strumieniowe (BBL) są rozmieszczone w układzie przeciwstawnym na zboczach zimnego lejka. Kocioł został oddany do użytku w 2007 roku. Stosując palniki przepływowe i dysze dolno-dmuchowe bez przeprowadzania regulacji eksploatacyjnych, udało się obniżyć emisję NOx przy obciążeniu znamionowym do mg/nm 3, zapewniając jednocześnie niezawodną i ekonomiczną pracę kotła. 8

BKZ KOCIOŁ A W związku z nieosiągnięciem deklarowanych wskaźników emisji tlenku azotu, Sibenergomash OJSC przebudowała urządzenie spalające i palnikowe. Zainstalowano dodatkowy system dysz trzeciorzędowych. Dysze trzeciego stopnia są umieszczone stycznie nad palnikami głównymi. Kierunek skrętu pokrywa się z kierunkiem skrętu palników głównych (rys. 2) 9 Rys. Rys. 2 – Schemat zespołu spalania kotła BKZ A.

KOCIOŁ BKZ A W 2011 roku, po zakończeniu montażu systemu dysz trzeciorzędowych, specjaliści UralVTI wraz ze specjalistami z Sibenergomash OJSC przeprowadzili zestaw testów eksploatacyjnych i regulacyjnych, których celem była ocena sprawności kotła rekonstrukcyjna (łączny wpływ układu dysz dolnych i trzeciorzędowych na poziom stężeń tlenków azotu w spalinach). Na podstawie wyników regulacji reżimu można wyciągnąć następujące wnioski: Optymalny stosunek natężenia przepływu powietrza do dysz dolnych i trzeciorzędowych wynosi 3:1 przy obciążeniu nominalnym. Wraz ze wzrostem natężenia przepływu powietrza dla podmuchu trzeciorzędowego maleje stężenie NOx, a im większy jest udział podmuchu dolnego, tym większy jest efekt zwiększenia udziału podmuchu trzeciorzędowego, ale wpływ podmuchu trzeciorzędowego jest zauważalnie słabszy w porównaniu z wpływem podmuchu dolnego. Zachowanie parametrów podanych w mapie reżimowej wydanej po dokonaniu regulacji wydajnościowej zapewnia niezawodną pracę kotła przy znamionowych parametrach pary pod obciążeniem (420 t/h), sprawność kotła wynosi 91,0%, natomiast emisja tlenków azotu NOx w spalinach, zredukowana do α=1,4, nie przekraczać gwarantowanej wartości 550 mg/nm 3,10

KOCIOŁ BKZ Oprócz stosowania palników o przepływie bezpośrednim, w celu zmniejszenia emisji NOx, Sibenergomash OJSC rozwiązuje ten sam problem, stosując palniki wirowe. Rozwiązanie to zostało wdrożone na bloku kotłowym BKZ ul. 1 Pawłodar CHPP-3. Układ kotła wykonany jest według tego samego schematu, co w kotłach opisanych powyżej, system przygotowania pyłu jest podobny do poprzednich. Zmodernizowane urządzenie spalająco-palnikowe reprezentują palniki wirowe, układ dolnych dysz nadmuchowych i trzeciorzędowych dysz powietrza nadmuchowego (rys. 3). Palniki pyłowe jednoprzepływowe instalowane są na bocznych ścianach paleniska w jednym rzędzie. Dolne dysze nadmuchowe są rozmieszczone przeciwnie, na zboczach zimnego lejka. Dysze dmuchowe trzeciorzędowe umieszczone są na bocznych ścianach pieca, nad palnikami pyłowymi. Kocioł został oddany do użytku w styczniu 2012 roku. Według wyników testów przeprowadzonych przez specjalistów z JSC E4-SibCOTES wraz ze specjalistami z OJSC Sibenergomash, osiągnięto emisję tlenków azotu przy α = 1,4 poniżej 500 mg/nm 3, zapewniając niezawodną pracę kotła i wszystkie gwarantowane wskaźniki . Wersja urządzenia spalającego wykorzystującego palniki wirowe jest porównywalna z opcją montażu palników niemieckiej firmy Steinmuller Engineering GmbH, jest jednak 5-10 razy tańsza. 11

KOCIOŁ BKZ Fot. Rys. 3 – Schemat zespołu spalania kotła BKZ A.

KOCIOŁ BKZ Kontynuacją prac nad udoskonaleniem urządzeń paleniskowych i palnikowych jest przebudowa (z zachowaniem istniejącej ramy i bębna) kotła BKZ ul. 6 Petropavlovka CHPP-2. Kocioł wykonany jest w kształcie litery U, palenisko jest typu otwartego, ma kształt pryzmatyczny i ma wymiary 9536 x 6656 mm w rzucie wzdłuż osi rur. Kocioł wyposażony jest w indywidualne układy przygotowania pyłu ze zbiornikiem na pył i doprowadzeniem pyłu ze zużytym środkiem suszącym. Mielenie i suszenie odbywa się w młynach bębnowych kulowych. Suszenie odbywa się za pomocą gorącego powietrza. W celu organizacji procesu spalania piec wyposażony jest w palniki o przepływie bezpośrednim, dysze dmuchowe dolne i dysze powietrza dmuchowego trzeciorzędowego (rys. 4).

KOCIOŁ BKZ Fot. Rys. 4 – Schemat zespołu spalania kotła BKZ

KOCIOŁ BKZ Palniki na pył węglowy montowane są z przodu i tylne ściany ach w pobliżu rogów dwupoziomowego paleniska. Osie urządzeń palnikowych są skierowane stycznie do wyimaginowanego okręgu w środku paleniska. Kierunek skrętu jest zgodny z ruchem wskazówek zegara. Dysze powietrzne systemu nadmuchu dolnego są rozmieszczone w układzie przeciwstawnym na zboczach zimnego lejka. Dysze powietrza trzeciorzędowego są instalowane nad palnikami głównymi, na przedniej i tylnej ścianie, w pobliżu narożników paleniska. Osie trzeciorzędowych dysz powietrza nadmuchowego są usytuowane stycznie do wyimaginowanego okręgu w środku pieca. Kierunek skrętu jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara. Po remoncie kocioł został oddany do użytku w styczniu 2012 roku. Zgodnie z wynikami prac eksploatacyjnych i regulacyjnych przeprowadzonych przez specjalistów z UralVTI i OJSC Sibenergomash potwierdzono skuteczność przebudowy w zakresie znacznego ograniczenia emisji NOx i zapewnienia sprawności projektowej kotła. Wyniki badań wykazały, że w całym zakresie obciążenia eksploatacyjnego emisja tlenków azotu nie przekraczała 500 mg/nm3 (przy α=1,4), a sprawność kształtowała się na poziomie 90,9-91,5%.

BKZ BOILER, Oprócz wykorzystania własnych doświadczeń w udoskonalaniu urządzeń spalania, Sibenergomash OJSC wspólnie z niemiecką firmą Steinmuller Engineering GmbH opracował obecnie projekt kotła BKZ, 8-560 ul. 7 dla CHPP-2 Astana Energy JSC. Kocioł ten ma układ wieżowy, otwartą palenisko, kształt pryzmatyczny i posiada rury 11370x rozmieszczone wzdłuż osi. Kocioł wyposażony jest w indywidualne systemy przygotowania pyłu z bezpośrednim wtryskiem. Mielenie i suszenie odbywa się w młynach młotkowych. Węgiel suszy się gorącym powietrzem. Projekt przewiduje dopływ miału węglowego z każdego młyna do dwóch palników tej samej kondygnacji, zlokalizowanych na przeciwległych ścianach. Kocioł wyposażony jest w urządzenia spalające firmy Steinmuller Engineering GmbH. Ten kocioł jest zasadniczo nowy schemat spalanie węgla w Ekibastuzie. Urządzenie spalające i palnikowe reprezentowane jest przez palniki niskotoksyczne, boczne dysze powietrzne i dysze trzeciorzędowe (ryc. 5).

17 Ryc. Rys. 5 – Schemat układu spalania i palnika kotła BKZ,8-560 Palniki niskotoksyczne to palniki wirowe o przepływie bezpośrednim, instalowane w dwóch poziomach stycznie w pobliżu środka każdej ściany. Taki układ palników wirowych o przepływie bezpośrednim różni się od dotychczas stosowanego układu palników wirowych (jednokierunkowych lub licznikowych). KOCIOŁ BKZ,8-560

WNIOSEK 18 Sibenergomash OJSC stale udoskonala swoje produkty, zapewniając najbardziej ekonomiczne spalanie paliwa wysokopopiołowego przy ograniczeniu emisji szkodliwych substancji do atmosfery w wyniku modernizacji procesów spalania, przy jednoczesnym powszechnym stosowaniu modelowanie matematyczne, która opiera się na wynikach badań już działających kotłów. KONTAKT Dział Sprzedaży Działu Urządzeń Kotłowych Dyrektor Sprzedaży Tel.: +7 (3852) część europejska Rosja Tel.: +7 (3852) Tel.: +7 (3852) Tel./fax: +7 (3852) Ural, Syberia, Daleki Wschód

Tel.: +7 (3852) Tel.: +7 (3852) Tel./fax: +7 (3852) Za granicą blisko i daleko Tel.: +7 (3852) Tel.: +7 (3852) Tel./fax : +7 (3852) Dział Sprzedaży Oddziału Maszyn Ciągowych Dyrektor Sprzedaży Tel.: +7 (3852) Europejska część Rosji Tel.: +7 (3852) Fax: +7 (3852) Ural, Syberia, Daleki Wschód Tel. /fax: +7 (3852) Faks: +7 (3852) Za granicą blisko i daleko Tel: +7 (3852) Faks: +7 (3852) Całkowitość wypalenia paliwa, warunki pracy O palenisku decyduje w dużej mierze lokalizacja palników. Najbardziej rozpowszechnione w konwencjonalnych jednokomorowych paleniskach są układy palników czołowe (ryc. 8.10, a), licznikowe (ryc. 8.10, b) i kątowe (ryc. 8.10, c).

Przedni układ palników i ich przybliżony charakter aerodynamiki paleniska pokazano na ryc. 8.11, o. Opuszczając poszczególne palniki, strumienie początkowo rozwijają się niezależnie, a następnie łączą się we wspólny przepływ. Podczas zbliżania się do tylnej ściany strumień jest zasysany środowisko gazów spalinowych, jego masa znacznie wzrasta, a stężenie utleniacza maleje. Kiedy palnik uderza w tylną ścianę, może wystąpić żużel. Pod tym względem przedni układ palników jest najwłaściwszy do stosowania w palnikach wirowych o stosunkowo krótkim i szerokim płomieniu.

Przeciwne ułożenie palników (ryc. 8.11, b i c) sugeruje, że palniki mogą być umieszczone zarówno po przeciwnej stronie, jak i z przodu i tylne ściany możliwy jest przeciwczołowy i przeciwstawny układ palników. Przy przeciwległym ustawieniu palników (ryc. 8.11.6) w palenisku uzyskuje się skoncentrowany wpływ nadjeżdżających strumieni. Część całkowitego przepływu kierowana jest do górnej połowy paleniska, część natomiast jest opuszczana do zimnego lejka. Gdy impulsy są nierówne, pojawia się asymetria przepływu w płaszczyźnie pionowej i skuteczny palnik zbliża się do jednej ze ścian, co może powodować jego żużlowanie.

Przy przeciwstawnym układzie palników zgodnie ze schematem MPEI (ryc. 8.11, c) strumienie spalania przenikają się wzajemnie. W tym przypadku tak najlepsze wypełnienie palnika, zapewnia wymuszony dopływ ciepła do rdzenia palnika, poprawia spalanie paliwa w bezżużlowym trybie pracy sit. W przypadku stosowania palników typu back-to-back bardziej odpowiednie są palniki szczelinowe.

Przy kątowym ustawieniu palników możliwe są następujące schematy montażu (ryc. 8.12): ukośny, blokowy, styczny. Takie rozmieszczenie palników stwarza szereg trudności projektowych. Obserwuje się również żużlowanie ścian. Dzięki stycznemu ułożeniu palników wzajemne oddziaływanie strumieni tworzy pojedynczy przepływ wirowy, skierowany w górę i w dół komory spalania. W środku paleniska tworzy się obszar nieco obniżonego ciśnienia, który stabilizuje położenie palnika. Obecność skręcenia strumienia utrzymuje się aż do wyjścia z pieca. Przy wydłużonym przekroju paleniska w planie może wystąpić zniekształcenie aerodynamiki przepływu, czemu towarzyszy żużlowanie ścian. Dlatego przy stycznym ułożeniu palników wskazane jest, aby poziomy przekrój komory spalania miał kształt zbliżony do kwadratu.

Przedni, licznikowy i kątowy układ palników na wysokości paleniska można umieścić w jednym, dwóch lub więcej poziomach. Liczbę palników umieszczonych w palenisku określa się na podstawie poniższych obliczeń. Moc cieplna palenisko Q tt, MW, określone przez wyrażenie

gdzie B p jest całkowitym szacunkowym zużyciem paliwa przez kocioł, kg/s; Q đ n – ciepło spalania paliwa, MJ/kg.

Moc cieplną palnika Q r, MW określa się w podobny sposób:

gdzie V g to zużycie paliwa na palnik, kg/s.

Liczba palników

Wraz ze wzrostem wydajności pary w kotle, odpowiednio wzrasta liczba palników. I tak, dla kotła o wydajności 20,8 kg/s (75 t/h) przy mocy cieplnej paleniska około 60 MW, stosuje się dwa lub trzy palniki wirowe w układzie czołowym oraz od dwóch do czterech palników w blacie układ; przy układzie narożnym stosuje się cztery palniki o przepływie bezpośrednim. Dla kotła o wydajności 89 kg/s (320 t/h) i mocy cieplnej paleniska 290 MW stosuje się 6-8 palników licznikowych lub 16 narożnych. Zgodnie z konfiguracją palnika wyróżnia się paleniska z pochodnią w kształcie litery U (ryc. 8.13, a) i pochodnią w kształcie litery L (ryc. 8.13,6). Najbardziej rozpowszechnione są paleniska z pochodnią w kształcie litery L. Ze względu na sposób odżużlania piece pyłowe dzielą się na odżużlacze stałe (ziarniste) i ciekłe.

Jedną z zalet palników kombinowanych jest zdolność łatwe przejście z jednego rodzaju paliwa na inny. Co więcej, spalanie każdego z nich musi odbywać się w optymalnych warunkach.

W takim palniku kanały dopływu powietrza są wspólne dla obu rodzajów paliwa, a umiejscowienie każdego typu urządzenia palnikowego powinno zapewniać szybkie i całkowite wymieszanie paliwa z powietrzem. W celu efektywnego wymieszania się z paliwem, przepływ powietrza w palniku poddawany jest silnej turbulizacji za pomocą rejestratora powietrza (naprowadzacza powietrza), co zapewnia jego intensywne zawirowanie.

Rejestry powietrzne są trzech typów: ślimakowe, łopatkowe osiowe i łopatkowe styczne (ryc. 2.13).

Rysunek 2.13 – Schematy rejestrów powietrza:

a - ślimak; b - ostrze styczne; c - szkaplerz osiowy.

Biorąc pod uwagę duże projektowe objętości powietrza ślimak Wirnik okazuje się dość nieporęczny. Stosowany jest na palnikach o stosunkowo małej mocy. Urządzenie z łopatkami osiowymi jest najprostsze w wykonaniu i ma najniższy opór hydrauliczny, ale do przejścia całego strumienia powietrza potrzebny jest kanał większa średnica. Rejestr łopatek stycznych ma nieco większy opór, ale wyróżnia się możliwością regulacji wielkości obszaru przepływu przy zmianie obciążenia poprzez przesuwanie tarczy sterującej wzdłuż osi palnika (rysunek 2.14).

Na potężnym kotły parowe Instalowane są trzy główne typy palników na olej napędowy, różniące się sposobem wprowadzania gazu do strumienia powietrza i sposobem regulacji jego przepływu przy zmiennym obciążeniu.

Gaz ziemny jest odprowadzany z centralnego pierścieniowego kolektora za pomocą dwóch rzędów otworów o różnych średnicach. Powietrze dostarczane jest poprzez rejestr z łopatkami stycznymi. Jego natężenie przepływu jest kontrolowane przez ruchomą bramę dyskową. Zatem, gdy obciążenie kotła spadnie, zmniejszony przepływ powietrza utrzyma intensywność skrętu i dobre warunki mieszanie z paliwem. Olej opałowy wtryskiwany jest do mechanicznej dyszy umieszczonej w kanale centralnym palnika.

Ciśnienie gazu przed palnikiem wynosi 2,5 - 3,0 kPa. Prędkość powietrza w wąskiej części palnika wynosi 40 m/s. Zapłon paliwa – oleju opałowego lub gazu – zapewniają elektryczne urządzenia zapłonowe.

Rysunek 2.14 - Palnik gazowo-olejowy typu TKZ z centralnym doprowadzeniem gazu:

1 - pierścieniowy kolektor gazowy; 2 - dysza oleju opałowego; 3 - aparat z ostrzem stycznym; 4 - przepustnica regulacyjna; 5 - kołnierz zabezpieczający końcówkę gazową przed spaleniem; 6 - skrzynka powietrzna; 7 - dopływ powietrza do chłodzenia końcówki i kołnierza; 8 - strzelnica stożkowa; 9 - kanał dla zapalarki.

Palnik gazowo-olejowy TsKB (oddział w Charkowie)-VTI-TKZ dla kotła przelotowego bloku 300 MW pracującego pod ciśnieniem (rysunek 2.15) posiada styczny-osiowy dopływ powietrza przez aparat łopatkowy z głównym strumieniem powietrza podzielonym na dwa kanały . Ponadto istnieje również powietrze trzeciorzędowe, które stale przepływa przez kanał centralny w celu chłodzenia dyszy oleju opałowego. Gdy obciążenie maleje, przepływ powietrza przez obwodowy kanał pierścieniowy jest redukowany przez bramkę sterującą. Dozowanie oleju opałowego odbywa się za pomocą dyszy parowo-mechanicznej typu TKZ-4M o wydajności 4,6 t/h przy ciśnieniu oleju opałowego 4,5 MPa i ciśnieniu pary 0,2 MPa. Gaz ziemny wprowadzany jest do strumienia powietrza głównie z obwodu dużą liczbą rur Æ 32 mm i częściowo z otworów centralnego kanału współosiowego.

Na rys. 2.16 przedstawiono palnik na olej gazowy jednokadłubowego kotła przelotowego bloku o mocy 800 MW i wydajności 5,2 t/h oleju opałowego.

Rysunek 2.15 - Palnik gazowo-olejowy KhFTsKB-VTI-TKZ z obwodowym i centralnym zasilaniem gazem:

1, 1’ - centralne i peryferyjne skrzynki powietrzne; 2 - aparat z ostrzem stycznym; 3 - aparat z ostrzami osiowymi; 4 - beczka dyszy parowo-mechanicznej; 5 - wejście centralnego przepływu powietrza; 6 - dopływ gazu do kanału koncentrycznego; 7 - peryferyjne zasilanie gazem; 8 - poprowadzenie rur sitowych wokół palnika.

Równomierny rozkład powietrza w palnikach zapewnia m.in duże rozmiary skrzynki powietrzne wspólne dla wszystkich palników na jednej ścianie pieca. Każda skrzynka podzielona jest na całej swojej długości na dwie komory służące do rozprowadzania powietrza do kanałów wewnętrznych i obwodowych palników. Przez palnik znajduje się oddzielna skrzynka wprowadzająca recyrkulowane spaliny. Strumienie powietrza są wirowane za pomocą aparatu ze stycznymi łopatkami, a gazy wprowadzane są do pieca bezpośrednim strumieniem i mieszane z powietrzem obwodowym rozchodzącym się pod kątem.

Gaz ziemny wprowadzany jest centralnym kanałem współosiowym pod kątem 45° do osi przepływu. Aby skompensować różnicę w rozszerzalności cieplnej skrzynki powietrznej z wbudowanymi w nią palnikami i ekranami paleniska, instaluje się kompensatory soczewkowe.

Po przełączeniu na spalanie gazowe dysza oleju opałowego jest automatycznie wyłączana i cofana do beczki centralnej. Jednoczesne spalanie dwóch rodzajów paliwa prowadzi do nasilenia wypalenia jednego z nich (najczęściej oleju opałowego), co wiąże się z różne warunki czas mieszania i zapłonu.

Rysunek 2.16 - Palnik na olej gazowy kotła parowego TGMP-204 o wydajności 5,2 t/h oleju opałowego lub 5,54 tys. m 3 gazu ziemnego:

1, 1’ - środkowe i peryferyjne kanały gorącego powietrza; 2 - kanał do dostarczania gazów recyrkulacyjnych; 3 - kompensator soczewki; 4,5 - styczne ostrza skręcające; 6 - kanał centralny do dostarczania gazu ziemnego; 7 - uszczelka pneumatyczna zapobiegająca wybijaniu spalin z palnika; 8 - poprowadzenie rur ekranowych wokół wędziska palnika; 9 - beczka na dyszę oleju opałowego; 10 - zapalnik gazowo-elektryczny; 11 - linie impulsowe do monitorowania ciśnienia powietrza.

PALNIKI

Urządzenia palnikowe (palniki) przeznaczone są do tworzenia palnej mieszaniny (paliwa z powietrzem) w komorze spalania i zgodnie z zasadą działania dzielą się na wirowe i bezpośrednie. W palnikach wirowych pył węglowy i powietrze wtórne w postaci strumieni wirowych wprowadzane są do komory spalania i tam mieszane. W palnikach z przepływem bezpośrednim pył węglowy doprowadzany jest do paleniska wzdłuż ich osi bez zawirowań, a powietrze wtórne może być zawirowane w urządzeniu wejściowym spiralnym lub dostarczane bez zawirowań. Palniki znajdują się na ścianach paleniska w jednym lub kilku rzędach na wysokości lub w jego rogach.

Ryc.1. Schematy palników szczelinowych bezpośredniego przepływu z dyszami okrągłymi TKZ (a) i trzema pionowymi szczelinami VTI (b)

Palnik szczelinowy (przepływowy) z okrągłymi dyszami pokazano schematycznie na ryc. 1(a), a palnik szczelinowy (przepływowy) z trzema pionowymi szczelinami pokazano na ryc. 1( B). W palniku pokazanym na rys. 1( B), Powietrze wtórne przepływa przez środkową szczelinę, a powietrze pierwotne przez zewnętrzne. Powietrze wtórne doprowadzane jest także do dolnej części bocznych szczelin, aby zapobiec wytrącaniu się pyłu węglowego i lepiej wymieszać przepływ. Gdy palniki znajdują się w pobliżu rogów paleniska, wydobywające się z nich strumienie powietrza tworzą kołowy ruch gazów w środku paleniska.

Przy osiowym (osiowym) układzie palników (ryc. 2, A) strumienie powietrza zderzają się w środku komory spalania, w wyniku czego jedna część spalającego się pyłu węglowego kierowana jest do góry, a druga do dołu, a następnie przemieszczając się ponownie w górę przechodzi w pobliże wlotu mieszanki pyłów węglowych, która uległa jeszcze nie rozpalony w piecu.

Ryż. 2.

Przy stycznym ułożeniu palników (ryc. 2, b) powietrze kierowane jest stycznie do wyimaginowanego okręgu w środku paleniska, powodując wirowy ruch płonących cząstek pyłu węglowego. Powszechnie stosowane palniki wirowe mają dwie lub jedną spiralę.

Palnik wirowy TKZ (ryc. 3, a) ma dwie spirale. W mniejszego ślimaka 2 Do dużego powietrza 1-wtórnego wprowadzana jest mieszanina pyłowo-powietrzna. Oba wiry przepływają oddzielnie przez kanały pierścieniowe 4 i 5 idą do paleniska. Dysza olejowa 3, służy do rozpałki i lekkich obciążeń kotła, instalowany w rurze centralnej. Przekrój podłużny Palnik pyłowo-gazowy przeznaczony do spalania węgla i gazu ziemnego pokazano na rys. 3, ur.

Ryc.3. Schematy dwuślimakowych palników pyłowych (a) i pyłowo-gazowych (b) wirowych.

1, 3 - dysza oleju opałowego, 4,5 - kanały pierścieniowe pyłu i powietrza, 6 - okładzina, 7 - pierścieniowy kolektor gazu ziemnego, 8 - rura wprowadzająca gaz ziemny, 9 - końcówka zapalarki gazowej, Strefy A, B początek i koniec zapłonu paliwa, B to kierunek ruchu gazów spalinowych.

Zapłon palnej mieszaniny w palenisku następuje z powodu gazów spalinowych, które mają bardzo wysoką temperaturę. Do rozpalenia kotła na paliwo stałe stosuje się gaz lub olej opałowy, a gdy palenisko dobrze się nagrzeje, przystępuje się do spalania pyłu węglowego.

Paliwo gazowe wprowadzane jest również do paleniska za pomocą palników wirowych lub przepływowych. Od składu i wartości opałowej różne typy paliwa gazowe są różne; do ich spalania wykorzystuje się różnorodne urządzenia palnikowe.

4.9, c) znaleziono szerokie zastosowanie na wielu typach kotłów parowych, w tym także dużej mocy. Jego zalety polegają na równomierności przepływów ciepła wzdłuż wszystkich ścian pieca i niskim prawdopodobieństwie żużlowania ścian, ponieważ poruszają się wzdłuż nich częściowo schłodzone gazy. Podczas organizowania usuwania ciekłego żużla krople ciekłego żużla opadają na ściany przedpieca i osiąga się wzrost udziału zbierania żużla.

Schemat z blokową kolizją strumieni sąsiednich palników (ryc. 4.9, b) stosuje się podczas spalania węgla. Osiąga się to wysoką turbulizację rdzenia płomienia. Wadą tego schematu jest możliwość żużlowania przedniej i tylnej ściany pieca, gdy palnik przesuwa się od środka pieca (strefy względem wysokie ciśnienie krwi) w obu kierunkach do ścian.

Schematy o układzie stycznym można realizować w palenisku, którego kształt jest zbliżony do kwadratu, tj. stosunek wymiarów ścian wynosi 1 ≤ a/b ≤1,2. Zapewnia to dobrą aerodynamikę objętości spalania. W komory spalania przy bardziej rozwiniętej szerokości przedniej obowiązują inne schematy rozmieszczenia palników.

4.3.Piece komorowe z odżużlem stałym

Komory spalania pracujące z usuwaniem stałego żużla są z założenia otwarte, tj. Nie zmieniają przekroju paleniska na wysokość. Ze względu na charakter ruchu palnika dzieli się je na piece z palnikiem o przepływie bezpośrednim, z palnikiem wirowym pionowym i palnikiem wirowym poziomym (ryc. 4.10).

Ryż. 4.10. Charakter ruchu palnika.

Cechą charakterystyczną tych palenisk jest obecność zimnego komina w dolnej części paleniska, utworzonego przez zsunięcie przedniej i tylnej szyby dużym skosem (50–60°) na odległość 1...1,2 m Z tego powodu temperatura gazów w dolnej części paleniska spada i spada

Rdzenie palnika, cząstki stopionego żużla, dostające się do tej strefy, szybko zestalają się i są wlewane po stromych zboczach leja do urządzenia odbierającego żużel (ryc. 4.11). Ilość popiołu zebranego w ten sposób przez zimny lejek jest niewielka i wynosi 5–10% całkowitej zawartości popiołu w paliwie. Granulowane cząstki żużla są w sposób ciągły usuwane z kąpieli za pomocą ślimaka, zgarniaka lub mechanizmu obrotowego. Kąpiel wodna pełni jednocześnie funkcję uszczelnienia wodnego zapobiegającego zasysaniu zimnego powietrza od dołu do paleniska.

Ryż. 4.11. Palenisko z usuwaniem stałego żużla.

1 – zimny lejek; 2 – kąpiel żużlowa z wodą; 3 – kanał odpopielania hydraulicznego; 4-palnik; 5 – ekrany ścienne; 6 – rdzeń palnika; 7 – ślimakowy mechanizm usuwania żużla; 8 – silnik elektryczny.

Aerodynamikę przestrzeni spalania należy tak zorganizować, aby w pobliżu ekranów ściennych temperatura gazów nie była wyższa niż charakterystyczna temperatura popiołu, od której cząstki popiołu stają się lepkie i stwarzają niebezpieczeństwo żużlowania ścian . Dlatego średnie naprężenia termiczne przekroju komory spalania i objętości spalania podczas usuwania żużla stałego wynoszą

badania z reguły mają niskie wartości (q f = 3...4 MW/m2, q v =

100…140 kW/m3). Prowadzi to nieuchronnie do zwiększenia wielkości komór spalania i zużycia metalu.

Zatem komora spalania kotła przelotowego P-59 dla bloku 300 MW podczas spalania węgla brunatnego pod Moskwą w pochodni jednorazowej zgodnie ze schematem (rys. 4.10, b) ma wymiary a Xb Xh t = 21,8 X 9,56 X 48 m.

Piece pyłowe z usuwaniem żużla w stanie stałym stosowane są najczęściej do spalania paliw o dużej i średniej zawartości substancji lotnych (V g >25%)

Najczęstsze schematy spalania paliw w wznoszącym się palniku o przepływie bezpośrednim (ryc. 4.10, a, b) przy użyciu palników wirowych o układzie jednoczołowym i palników o przepływie bezpośrednim (układ przeciwny). Podczas tworzenia potężnych kotłów parowych do spalania syberyjskiego węgla brunatnego bardziej korzystny okazał się schemat spalania z pionowym palnikiem wirowym i rozmieszczeniem palników o przepływie bezpośrednim na kilku poziomach wysokości (ryc. 4.9, c). Taka konstrukcja zmniejsza prawdopodobieństwo rzucania pochodni na ściany pieca i związanego z tym żużlowania sit, a rozproszenie palników na wysokości pieca (do 12 m) prowadzi do zmniejszenia uwalniania energii w piecu przekrój poprzeczny każdego poziomu palników. Jednocześnie obniża się poziom temperatury w strefie rozciągniętego rdzenia palnika i zauważalnie zmniejsza się powstawanie szkodliwych tlenków azotu. Komory spalania z poziomym palnikiem wirowym opracowane przez profesora V.V. Pomerantseva z powodzeniem sprawdzają się przy spalaniu mielonego torfu i węgla brunatnego (ryc. 4.10, d). W tym przypadku drobne frakcje paliwa spalają się w części palnika o przepływie bezpośrednim, a grubsze oddzielane są w dół, gdzie są wychwytywane przez strumień powietrza wtórnego i wprowadzane w ruch wirowy aż do wypalenia.

Prawie całkowite spalanie paliwa następuje przy nadmiarze powietrza

spirytus na wyjściu z pieca αt = 1,15...1,20. Biorąc pod uwagę nieuniknione zasysanie zimnego powietrza do paleniska z zewnątrz (Δαт = 0,05...0,1), nadmiar powietrza w palnikach

αgor = αt - Δαt = 1,05…1,1.

4.4.Piece komorowe z odżużlem ciekłym

Aby zapewnić usuwanie ciekłego żużla konieczne jest, aby temperatura gazów przy ściankach dolnej części pieca i w obszarze paleniska była wyższa od temperatury płynności żużla, tj. υ g >t n .zh, gdzie t n.zh t z 50...100 ºС – temperatura normalnego stanu płynu. Stworzenie takich warunków w dolnej części pieca możliwe jest poprzez zbliżenie rdzenia palnika do dna pieca i pokrycie ekranów ściennych w tym obszarze karborundową izolacją ogniotrwałą (wyłożenie rur sitowych). Aby stabilnie utrzymać wykładzinę, do rur sitowych od strony objętości spalania wpaja się najpierw kolce

(średnica 10...12 mm i długość 12...15 mm), a następnie nakładana jest warstwa izolacji (rys. 4.12). Oryginalny projekt takie „izolowane” ekrany zaproponował ZiO. Zamiast rur kolcowanych zastosowano rury ze spiralnymi żebrami uzyskanymi poprzez radełkowanie.

Dolna część paleniska jest pozioma lub lekko nachylona w stronę środka paleniska. Tutaj na rurach paleniska umieszcza się dwie do trzech warstw cegieł ogniotrwałych o spoiwie ogniotrwałym. Na środku paleniska pozostawiono jeden lub dwa wyłożone otworami do odprowadzania żużla (otwór spustowy) o wymiarach około 500 x 800 mm. Roztopiony żużel przelewa się przez krawędź otworu kranowego i spływa cienkimi strumieniami do kąpieli żużlowej, gdzie twardnieje w kontakcie z wodą.

Udział gromadzenia żużla w takich piecach zauważalnie wzrasta w porównaniu do

niyu metodą stałą: a shl = 0,2...0,4. Usuwanie stwardniałego żużla z kąpieli odbywa się w sposób ciągły za pomocą przenośników zgrzebłowych, ślimakowych lub obrotowych.

Z założenia komory spalania z odżużlem ciekłym są jednokomorowe (otwarte i półotwarte) oraz dwu- i trzykomorowe. W zależności od charakteru ruchu palnika, mogą to być palniki o przepływie bezpośrednim, z przecinającymi się strumieniami i ruchem cyklonowym.

Ryż. 4.12. Widok na wyłożony ekran.

1 – rura ekranowa; 2 – kolce przed pokryciem ich powłoką; 3 – powłoka ognioodporna.

Najprostszy konstruktywne rozwiązanie paleniska z odżużlem ciekłym to otwarte palenisko jednokomorowe z palnikiem o przepływie bezpośrednim (ryc. 4.13a). Dzięki wyłożeniu ekranów dolnej części paleniska oraz zastosowaniu izolowanego paleniska, strefa z podwyższona temperatura gazy (strefa topienia żużla). W tym przypadku stosuje się palniki wirowe z blatem i dolnym umiejscowieniem nad podłogą paleniska. Jednak wysokie zyski

ciepło w górnej strefie chłodzenia ogranicza możliwości regulacji pieca: gdy obciążenie spadnie do 0,7...0,8 nominalnego, rozpoczyna się krzepnięcie żużla, najpierw na ścianach, a następnie na palenisku. Ponadto otwarta palenisko zapewnia niski stopień zbierania żużla: a shl = 0,1...0,15.

Za pomocą obustronnego mocowania paleniska komora spalania jest izolowana (ryc. 4.13b). Przenikanie ciepła do górnej strefy jest tutaj zauważalnie zmniejszone. Dzięki temu wystarczy wysoka temperatura gazy (1600–1800°C). Objętościowe naprężenie cieplne komory spalania współ-

stawia q u.s. v = 500...800 kW/m3 zauważalnie wzrasta udział odżużla:

a shl = 0,2…0,4. Rozszerza się zakres pracy kotła przy stałej wydajności ciekłego żużla.

W paleniskach z przecinającymi się strumieniami (ryc. 4.14) komorę spalania wyróżnia jednostronne lub dwustronne zwężenie. Palniki z przepływem bezpośrednim montowane są w sposób zapewniający wirowy ruch palnika o osi poziomej w komorze spalania. Palnik wykonuje jeden obrót w pobliżu wyłożonych ścian, następnie gorące gazy przedostają się przez szczeliny pomiędzy palnikami, krzyżując strumienie świeżej mieszanki pyłowo-powietrznej, zapewniając ich szybkie nagrzanie i stabilny zapłon. Zorganizowany ruch wzdłuż ścian i trzonu pieca stwarza warunki do stabilnego uwalniania ciekłego żużla nawet przy głębokiej redukcji obciążenia (do 40...50% obciążenia nominalnego).

Ryż. 4.13. Schematy palenisk z usuwaniem ciekłego żużla i palnikiem o przepływie bezpośrednim a - otwarta komora spalania b - palenisko z zaciskiem.

Ryż. 4.14. Schematy pieców wirowych z dyszami krzyżowymi a – piec MPEI; b – piec TsKTI c – piec VTI gamma.

Ryż. 4.15. Piece cykloniczne.

a – piec z cyklonami poziomymi; b – przedpiece paleniskowe z górnym wylotem gazu; 1 – komora spalania (cyklon); 2 – wiązka zbierająca żużel; 3 – komora chłodząca; 4 – palnik; 5 – dysze powietrza wtórnego; 6 – otwór spustowy żużla; 7 – kąpiel żużlowa.

Wolumetryczne napięcie cieplne komory spalania wynosi 500…600 kW/m3. Więcej całkowita separacja spalanie i chłodzenie gazów realizowane jest w piecach z przedpiecami cyklonowymi (rys. 4.15). Zgodnie z zasadą działania te urządzenia spalające zaliczane są do palenisk dwukomorowych. Istotą metody spalania cyklonowego jest to, że powietrze wtórne (80...120 m/s) wprowadzone stycznie do przedpieca z dużą prędkością lub stycznie skierowane strumienie pyłowo-powietrzne z palników wirują palnik w

przedpiecowy Cała jego wewnętrzna powierzchnia pokryta jest ekranami wykonanymi z ćwieków i podszewki masa ognioodporna kobza Cząsteczki paliwa znajdujące się w przedpiecu poddawane są działaniu dwóch sił: odśrodkowej, która wyrzuca je w stronę wewnętrznej ścianki przedpieca; aerodynamiczny, przenoszący cząstki wraz z gazami z przedpieca. Stosunek tych sił zależy od wielkości cząstek, dlatego cząstki rozkładają się nierównomiernie w przekroju cyklonu: największe są wyrzucane na ścianki przedpieca i tam biorą udział w wirze ruchu, aż do całkowitego wypalenia, a drobne frakcje spalą się w jego środkowej części. W przedpiecach cyklonowych możliwe jest spalanie grubszego pyłu, a w niektórych przypadkach (w cyklonach poziomych) rozdrobnionego paliwa, zmniejszając w ten sposób koszty energii potrzebnej do przygotowania pyłu. Intensywny ruch wirowy zapewnia także znaczne wychwytywanie żużla w postaci płynnej (do 0,6...0,85). Wyższa wartość dotyczy poziomych przedpieców cyklonowych.

Przedpiece cyklonowe poziome (rys. 4.15a) wykonywane są o średnicy 1,8...4 m. Długość cyklonu jest 1,2...1,3 razy większa od jego średnicy. Moc cieplna jednego cyklonu wynosi 150...400 MW. Napięcie termiczne

Energia w cyklonie jest bardzo wysoka (q v = 2...6 MW/m3) na poziomie temperatury gazu

zadzwoń 1800...1900°C i nadmiar powietrza a sh = 1,05...4,1. Jednakże, ze względu na konieczność posiadania rozbudowanej komory schładzania gazu, całkowite napięcie cieplne pieców z cyklonami poziomymi nie przekracza 200...300 kW/m3, czyli niewiele więcej niż w konwencjonalnych piecach jednokomorowych z ciekłym żużlem usuwanie.

Wysokie prędkości powietrza wtórnego zapewniają zastosowanie specjalnych wentylatorów wysokociśnieniowych o ciśnieniu 10...20 kPa (1000...2000 mm słupa wody), które jest 2...3 razy wyższe od normalnego ciśnienia powietrza. Pod względem konstrukcyjnym paleniska z przedpiecami cyklonowymi są bardziej złożone i droższe niż konwencjonalne paleniska jednokomorowe.

Pod komorą chłodniczą znajdują się pionowe piece paleniskowe z górnym wylotem gazu (ryc. 4.15, b) produkowane przez Kotłownię Barnaul (BKZ). Wykonane są w kształcie ośmiokąta z oddzielnych płaskich sekcji i wchodzą w skład całości schemat obiegu ekrany komór spalania, co znacznie obniża koszt projektu w porównaniu do cyklonów poziomych. Zwykle na jedną komorę chłodniczą pracują dwie komory przedrozpalania. Palniki szczelinowe o przepływie bezpośrednim instalowane są na czterech ścianach przedpieca z stycznym kierunkiem przepływu przy normalnych prędkościach powietrza pierwotnego i wtórnego (ω1 = 25...35 m/s, ω2 = 40...50 m/s) S). Wszystko powierzchnia wewnętrzna palenisko jest wyłożone ekranami.

Zaletami urządzeń spalających z odżużlem ciekłym w porównaniu do odżużlacza stałego są następujące główne zalety:

chwile. Przy spalaniu tego samego rodzaju paliwa straty na skutek niedopalenia mechanicznego q 4 w przypadku odżużlania ciekłego zmniejszają się o około 30%. Całkowite naprężenie termiczne objętości spalania jest średnio o 20% wyższe. Oznacza to, że w tym samym stosunku przy usuwaniu ciekłego żużla możliwe jest zmniejszenie wymiarów komory spalania. Ze względu na zagęszczenie dolnej części paleniska zmniejsza się zasysanie powietrza do komory spalania, co prowadzi do nieznacznego zmniejszenia strat ze spalinami. W piecach z dużym odżużlem koszty odpopielania ulegają zauważalnemu obniżeniu.

Jednocześnie piece z usuwaniem ciekłego żużla mają wiele wad. Zatem wzrost odbioru żużla prowadzi do wzrostu strat ciepła z żużli wysokotemperaturowych q 4, który w wielu przypadkach przekracza redukcję strat q 4. Zakres obciążeń eksploatacyjnych w zależności od warunków uwalniania ciekłego żużla (dla pojedynczych -piece komorowe) ulega zmniejszeniu. Wzrost poziomu temperatury w rdzeniu płomienia prowadzi do wzrostu emisji szkodliwych tlenków azotu. W związku z tym wybór urządzenia spalającego z usuwaniem żużla stałego lub ciekłego dla tego lub innego rodzaju paliwa wymaga oceny i porównania wszystkich pozytywnych i negatywnych aspektów. Jednocześnie nie każde paliwo można spalić, aby zapewnić płynne uwolnienie żużla. Jeśli na górze

Zasypywanie popiołem stosunkowo niskotopliwym (t 3 = 1150...1300°C) nie sprawia problemów

trudności, to przy wartościach t 3 > 1350°C należy obliczyć uzysk ciekłego żużla. Ekonomicznie korzystne jest stosowanie pieców z odżużlaniem ciekłym przy spalaniu paliw niskoreaktywnych (antracyt, półantracyt, węgle chude), gdy zauważalny zysk osiąga się poprzez ograniczenie podpalenia mechanicznego, a także paliw o niskiej temperaturze topnienia popiołu , które w piecach z odżużlaniem stałym powodują silne żużlowanie sit piecowych.

4.5. Komory spalania kotłów gazowo-olejowych, ich konstrukcje

Warunki spalania gazu ziemnego i oleju opałowego mają ze sobą wiele wspólnego, co pozwala na konstruowanie komór spalania dla tego rodzaju paliw o tej samej konstrukcji. Z reguły w tego typu urządzeniach spalających paliwem głównym jest olej opałowy, a paliwem rezerwowym – gaz ziemny. Podobieństwo właściwości spalania gazu i oleju opałowego wyrażają następujące wskaźniki.

1. Przy praktycznym braku wilgoci zewnętrznej w paliwach powstają podobne objętości produktów spalania, gdy kocioł parowy pracuje zarówno na oleju opałowym, jak i na gazie, co umożliwia pracę tych samych maszyn ciągowych na różnych paliwach.

2. Spalanie oleju opałowego i gazu odbywa się w stanie parowo-gazowym (środowisko jednorodne) zgodnie z prawami centralnej komory spalania. Intensywność spalania w obu przypadkach

zależy od warunków mieszania, a maksymalne dopuszczalne naprężenia cieplne objętości spalania mają podobne wartości (300 kW/m3 dla oleju opałowego i 350 kW/m3 dla gazu ziemnego). Dlatego z tą samą parą

można uwzględnić wydajność kotła dla tych paliw takie same rozmiary komory spalania.

3. Przy spalaniu tych paliw (olej opałowy) praktycznie nie ma popiołu

ma A z< 0,3%) исключает вероятность шлакования настенных экранов и необходимость в шлакоудалении. Поэтому для обоих видов топлива под топки выполняют горизонтальным или слабонаклонным с выполнением только лазов для prace naprawcze(ryc. 4.16).

Ryż. 4.16. Rodzaje komór spalania kotłów parowych gazowo-olejowych.

a – palenisko otwarte z palnikami wielopoziomowymi jednoczołowymi; b – palenisko z palnikami dociskowymi i licznikowym (dwuczołowym) c

– palenisko otwarte z blatem dwupoziomowym układem palników; d – palenisko z przedpalnikami przeciwcyklonowymi; e – palenisko z palnikami paleniskowymi o przepływie bezpośrednim lub wirowym (linie przerywane).

4. Łatwiejsze warunki mieszania powietrza z paliwem w stanie gazowym zapewniają niemal całkowite spalanie paliwa na wysokich obrotach

duże naprężenia termiczne przy niskim nadmiarze powietrza αhot =1,02…1,05

w tej samej temperaturze jego ogrzewania (t g.v. =250...300°C). Umożliwia to produkcję kombinowanych palników olejowo-gazowych o podobnych objętościowych strumieniach przepływu powietrza i prawie równym oporze.

Intensywne spalanie tego rodzaju paliw prowadzi do powstania w pobliżu palników stosunkowo małej strefy rdzenia płomienia, która

raj dla oleju opałowego charakteryzuje się wystarczającym wysoki poziom temperatury i znaczne natężenie przepływu ciepła na ekrany ścienne. Stwarza to niebezpieczeństwo przegrzania metalu rury i rozwoju korozji wysokotemperaturowej, a także prowadzi do powstawania wysokiego stężenia tlenków azotu w rdzeniu palnika.

Zgodnie z profilem komory spalania oleju napędowego mogą być typu otwartego, z przewężeniem oraz z przedpiecami cyklonowymi (rys. 4.16). Większość produkowanych kotłów parowych na olej gazowo-olejowy wyposażona jest w tradycyjne paleniska pryzmatyczne z układem palników jednoczołowych lub dwuczołowych (ladowych). Palniki z instalacją z jednym frontem są umieszczone na kilku (trzech do czterech) poziomach. Takie rozwiązanie jest tańsze i wygodniejsze w utrzymaniu, ale nie zapewnia równomiernego wypełnienia paleniska pochodnią i jest niedopuszczalne w przypadku palenisk z mały rozmiar głębokości (mniej niż 6 m) ze względu na znaczny wzrost temperatury gazu i naprężenia termiczne tylnej szyby.

Ustawienie palników w przeciwnych kierunkach zapewnia lepsze warunki pracy sit. W tym przypadku palnik jest skoncentrowany w centralnym obszarze komory spalania o wysokiej temperaturze. Przeciwny ruch palników powoduje turbulizację podczas wypalania paliwa w końcowych odcinkach palnika i przy niezmienionych warunkach powoduje wzrost naprężeń termicznych w strefie rdzenia palnika o 20–30%. Obecność szczypty sprzyja turbulizacji przepływu w strefie rdzenia palnika oraz w strefie dopalania paliwa na wyjściu z komory spalania.

W celu zmniejszenia intensywności przepływów ciepła po powierzchniach sit komory spalania w pilotażowej serii kotłów parowych dla bloków 300 MW zaproponowano przeniesienie głównego spalania paliwa do przedpieców cyklonowych (rys. 4.16d), zlokalizowanych naprzeciwko . Dzięki dużej turbulencji przepływu wirów w cyklonie zapewnione jest spalenie 85–90% paliwa. Same ekrany cyklonów są nabijane kolcami i wyłożone ognioodporną izolacją z karborundu. Jednakże związany z tym wzrost temperatury płomienia i przepływu ciepła do sit jest niepożądany. Dlatego taki profil komory spalania nie jest optymalny dla tego typu paliw. Wiadomo, że palnik na paliwo gazowe ma niższą emisyjność, a po przełączeniu kotła z oleju opałowego na gaz ziemny zmniejsza się absorpcja ciepła w komorze spalania, a temperatura produktów spalania na wyjściu z pieca staje się wyższa . Ta różnica temperatur przy obciążeniu znamionowym dla komór spalania typu otwartego wynosi około 100°C, co nieuchronnie wpływa na zmianę pracy cieplnej kolejnych powierzchni grzewczych, a przede wszystkim przegrzewacza. W otwartych komorach spalania z wielopoziomowymi palnikami jednoczołowymi, w celu wyrównania temperatury gazu za paleniskiem należy stosować