Золоулавливание
При сжигании твердого топлива зола и частично недогоревшее топливо выпадают в топочном устройстве, газоходах, золоуловителе, а также уносятся в дымовую трубу. Все осаждающиеся в пределах котельного агрегата твердые частицы принято делить на две группы - шлак и золу. Доля шлака и золы от общего содержания минеральной части в топливе зависит от способа сжигания твердого топлива. Ориентировочные значения распределения зольности топлива приведены в табл. 24, где большие значения а3 даны для топок без возврата уноса.
Топочные газы, движущиеся по газоходам котельного агрегата, уносят с собой твердые частицы летучей золы и несгоревшего топлива. Зола, оседая на поверхность нагрева, ухудшает теплопередачу, увеличивает сопротивление газоходов и причиняет большой вред оборудованию котельной установки, вызывая износ дымососов и истирание поверхностей нагрева котельного агрегата.
При слоевом сжигании твердого топлива с продуктами сгорания уносится до 35, а при пылевидном - до 90% золы, содержащейся в топливе. Находящиеся в уходящих газах твердые частицы золы, окислы серы и азота загрязняют окружающий воздух.
Таблица 24. Распределение зольности топлива на шлак и золу
Для уменьшения вредного влияния золы применяют высокие дымовые трубы, обеспечивающие ее рассеивание в атмосфере. Так, например, при высоте трубы 40 м зола рассеивается на расстоянии 3000 м от трубы, а при высоте 80 м - на расстоянии 6000 м. Однако при сырой погоде выпадение золы может происходить на более близких расстояниях. Поэтому увеличение высоты дымовой трубы не может обеспечить очищения атмосферы, в результате чего целесообразно улавливать золу до выхода ее в атмосферу.
Для очистки дымовых газов от летучей золы в настоящее время используют золоуловители трех типов: механические (сухие и мокрые), электрические и комбинированные.
К механическим относят циклонные и жалюзийные золоуловители. Золоулавливание в котельных установках малой и средней мощности наиболее распространен батарейный циклон (рис. 100), состоящий из нескольких циклонов небольшого диаметра. Принцип действия циклона заключается в том, что к цилиндрическому корпусу подводится с высокой скоростью запыленный газ. Твердые частицы золы, двигаясь по инерции прямо, прижимаются к корпусу циклона и вместе с газовым потоком спускаются по спирали 2 циклона вниз.
Рис. 100. Батарейный циклон:
а - общий вид, б - улитка циклона; 1 - циклон, 2 - спираль (улитка), 3 - входной коллек тор, 4 - винтовая крышка, 5 - выхлопная труба, 6 - корпус циклона, 7 - бункер сбора золы и пыли
От этого вихревого движения и центробежной силы образуется пониженное давление в центре циклонов, вследствие чего поток газов в нижней части корпуса ме-няет свое направление и идет в центре циклона вверх, направляясь в выхлопную трубу 5. Поскольку плотность золы выше плотности газа, ее движение тормозится из-за трения о стенки и зола осаждается внизу, откуда ее периодически или непрерывно удаляют. Степень очистки газов от золы в батарейном циклоне достигает 75-85%.
Жалюзийные золоуловители используют обычно в котельных установках небольшой мощности. Схемы жалюзийных золоуловителей с одним и двумя циклонами показаны на рис. 101, а, б. Золоуловитель состоит из двух решеток 3, выполненных из равнобоких металлических уголков 2, установленных в вертикальном газоходе на прямом участке прямоугольного сечения. Решетка разделяет газоход на входную 1 и выходную 9 камеры. Г аз проходит между лопастями решеток, увлекая с собой незначительное количество более мелких частиц золы, а более крупные частицы собираются в отсосной щели 4 и далее через диффузор 5 попадают в сборник золы (циклон) 7. Степень очистки газов от золы в жалюзийных уловителях при слоевом сжигании топлива достигает 80%.
Небольшие размеры, а также возможность установки жалюзийного уловителя как в вертикальных, так и в горизонтальных газоходах котла являются его преимуществами.
Электрические золоуловители для очистки дымовых газов от золы применяют в котельных агрегатах средней и большой паропроизводительности. Отечественной промышленностью выпускаются пластинчатые электрические золоуловители двух видов: с вертикальным и горизонтальным потоком газов.
Уходящие дымовые газы проходят по трубе электрического золоуловителя (рис. 102), в которой помещен провод коронирующего электрода 3, присоединенного к отрицательному полюсу источника постоянного тока. Сама труба присоединяется к положительному полюсу. Уходящие газы, проходя около электродов, попадают в электромагнитное поле, при этом одни пылинки приобретают свойства положительно заряженного тела, другие - отрицательного. Пылинки, заряженные положительно, направляются к коронирующему электроду, а заряженные отрицательно - к поверхности трубы.
Слой золы, постепенно нарастая на электродах 2. под действием силы тяжести частично осыпается, а оставшийся удаляется путем автоматического встряхивания электродов ударами специальных устройств (молотков).
Опавшая зола собирается в конические бункера 5, откуда ссыпается в систему золоудаления.
Напряжение постоянного тока принимается до 80 кВ, кпд составляет 90-98%.
Если требуется особенно тщательная очистка дымовых газов, применяют комбинированные золоуловители, в которых первоначальная, грубая очистка газов осуществляется в жалюзийном или батарейном циклоне, а окончательная, тонкая - в электрофильтре. Степень очистки в такой установке может быть 98-99%.
Рис. 101. Схемы жалюзийных золоуловителей:
а - с одним циклоном, б - с двумя циклонами; 1 и 9 - входная и выходная камеры, 2 - уголок, 3 - решетка, 4 - отсосная щель, 5 - диффузор, 6 - поворотная заслонка, 7 - циклон, 8 - мигалка
Рис. 102. Схема электрического золоуловителя:
1 - вход газов, 2 и 3 - осаждающий и коронирующий электроды, 4 - выход газов, 5 - бункер осевшей золы
