Розташування пальників на стінках топкової камери

Повнота вигорання палива, умови експлуатації і надійної роботи топки в значній мірі визначаються розміщенням пиловугільних пальників. Найбільше розповсюдження для звичайних однокамерних топок отримало фронтальне (рис. 10 а), зустрічне (рис. 10 б) і кутове (рис. 10 в) розташування пальників.

Рис. 10. Схема розташування пальників в топковій камері

При фронтальному розташуванні пальників приблизний характер аеродинаміки топки показаний на рис. 11 а. По виході з окремих пальників струмені спочатку розвиваються самостійно, а потім зливаються в загальний потік. При русі до задньої стінки струмінь підсмоктує з навколишнього середовища топкові гази, його маса значно збільшується, а концентрація окисника знижується. При ударі факела об задню стінку може мати місце її шлакування. В зв'язку з цим при фронтальному розташуванні найбільш доцільне використання вихрових пальників з відносно коротким широким факелом.

При зустрічному розташуванні пальники (рис. 11 б і в) можуть розташовуватися як на протилежних бічних, так і на фронтальній і задній стінках, можлива зустрічно-лобова і зустрічно-змішена їх компоновка. При зустрічно-лобовій орієнтації пальників (рис. 11 б) в топці одержується концентрований удар зустрічних потоків. Частина загального потоку прямує в верхню половину топкі, частина опускається в холодну воронку. При нерівності імпульсів виникає асиметричність течії у вертикальній площині і результативний факел наближається до одної із стін, що може викликати її шлакування.

При зустрічно-зміщеній компоновці пальників (рис. 11 в) потоки взаємно проникають один в одного. При цьому має місце краще заповнення факелом топкового об'єму, забезпечується примусове підведення теплоти до кореня факела, покращується вигорання палива при безшлаковому режимі роботи екранів. В разі використання зустрічно-зміщеної компоновки пальників доцільнішими є щілинні пальники.

Рис. 11. Аеродинаміка топки з фронтальною (а) і зустрічною (б, в) компоновкою пальників

При кутовому розташуванні пальників можливі наступні схеми їх встановлення (рис. 12): діагональна, блокова, тангенціальна. При такому розміщенні пальників виникає ряд конструктивних труднощів. Спостерігається також шлакування стін. При тангенціальному розташуванні пальників при взаємодії струменів утворюється єдиний закручений потік, який прямує вгору і вниз топкової камери. По центру топки утворюється область зниженого тиску, яка стабілізує положення факела. Наявність закручування потоку зберігається аж до виходу з топки. При витягнутій формі січення топки може мати місце спотворення аеродинаміки потоку, що супроводжується шлакуванням стін. Тому при тангенціальній компоновці пальників доцільно, щоб горизонтальне січення топкової камери формою наближалось до квадратного.

При фронтальному, зустрічному і кутовому розташуванні пальники по висоті топки можуть розміщуватися в один, два і більше ярусів.

Рис. 12. Схема руху потоків в топці з кутовим розташуванням пальників:

а) діагональне; б) блочне (фокуси по більшій осі потоку); в) блочне (фокуси по меншій осі потоку); г, д) тангенціальне з обертанням в різні боки

Кількість пальників, розміщених в топці, визначається на основі наступних розрахунків. Теплова потужність топки Q_т.т (МВт) визначається по формулі:

(1)

де В_р - загальна розрахункова витрата палива на котел, кг/с; - теплота згорання палива, МДж/кг.

Теплова потужність пальника Q_п (МВт) визначається аналогічно:

(2)

де В_п - витрата палива на один пальник, кг/с.

Кількість пальників:

(3)

При збільшені паропродуктивності котла кількість пальників відповідно збільшується. Так, для котла продуктивністю 20,8 кг/с (75 т/год) при тепловій потужності топки близько 60 МВт використовують два-три вихрові пальники при фронтальному і два-чотири пальники при зустрічному їх розташуванні; при кутовій компоновці використовують чотири прямоточні пальники. Для котла продуктивністю 89 кг/с (320 т/год) при тепловій потужності топки 290 МВт використовують 6-8 зустрічних або 16 кутових пальників.

По конфігурації факела розрізняють топки з U-подібним факелом (рис. 13 а) і L-подібним факелом (рис. 13 б). Найбільше розповсюдження отримали топки з L-подібним факелом. За способом видалення шлаку розрізняють пиловугільні топки з твердим (гранульованим) і рідким шлаковидаленням.

Рис. 13. Схема топкий з U-подібним (а) і L-подібним (б) факелами