Розпалювання пиловугільних топок
У працюючому казані займання аерозуміші, що надходить з пальників, відбувається за рахунок тепла, що отримується від факела. У котлі, що пускається знову або після тимчасової зупинки, для доведення аерозуміші до температури займання необхідне стороннє джерело тепла. Іноді розпалювальні пристрої є і робочим резервом (при мінімальних навантаженнях, коли горіння нестійке). Типи розпалювальних пристроїв:
1. Газові пальники - можуть бути розточувальним пристроєм за наявності для підприємства газу (природного, доменного чи коксового).
2. Мазутні пальники, які зазвичай вбудовуються в пиловугільний пальник. Продуктивність розпалювальних пальників повинна забезпечувати 25 % навантаження котла при роботі на паливі з великим виходом летких і 50 % навантаження - при паливі з малим виходом летких. Конструкція мазутних пальників докладно розглянута нижче, розділ 11.
1 - муфельна камера: 2 - колосникові грати; 3 - відвідна труба в топку; 4 - подача пилоповітряної суміші; 5 – подача повітря
3. Для розпалювання котла іноді застосовуються пальники муфельні (рис. 9.24). Муфель є сталевим коробом, футерованим усередині шамотною цеглою. На малюнку представлений виносний муфель з колосниковою решіткою, що розташовується в його нижній частині 1. На одній з бічних стінок - дверцята для завантаження кускового палива 2 з фронту - сопло для підведення пилу 3, під решіткою - підведення повітря 4. Розтопка муфеля проводиться зазвичай відходами дерева , що завантажуються через дверцята 2. Після того, як муфель розжарений, в нього подається аеросуміш 3. Частина більшого пилу випадає на решітку на горячий шар палива і підтримує горіння в шарі. Дрібні фракції пилу спалахують і надходять безпосередньо в топку. Тут пиловий факел використовується замістьмазуту. Муфелі працюють добре на паливах з виходом летючих понад 20%.
Мал. 9.24. Пальник муфельний вбудований:
Кількість тепла, що виділяється муфелем, повинна бути достатньою для підігріву всього повітря, що йде для згоряння, всього пилу і доведення суміші до займання.
Швидкість газів на виході з муфелю – 18-20 м/с. Муфельні пальники повинні розташовуватися так, щоб їх полум'я підпалювало пилоповітряну суміш, що виходить з основних пальників.
Теплова напруга муфеля при а = 1 - = (20 - 25) • 10 кДж / м3 год.
Число муфелів визначається паропродуктивністю котлів. При D 75 т/год - два муфелі.
До п'ятдесятих років минулого сторіччя мазут у нашій країні був дефіцитним. У той період муфельні розпалювальні пальники набули широкого поширення. Пізніше, у зв'язку з різким збільшенням видобутку нафти, кількість одержуваного мазуту різко зросла, яке ціна знизилася. Це дозволило майже повністю перевести розпалювання парових котлів ТЕС на мазутні форсунки та відмовитися від застосування муфельних пальників, що спалюють дрова та кускове паливо, що скоротило застосування ручної праці. З великих ТЕС пальники муфельні збереглися тільки на Красноярській ТЕЦ-1 і Південно-Уральській ГРЕС.
Розпалювання котлів, а також підсвічування факела для стабілізації горіння в більшості випадків в даний час проводять включенням розпалювальних пальників. Вони зручні в експлуатації, дозволяють повністю механізувати процес розпалювання, але при цьому витрачається багато мазуту, який останнім часом сильно подорожчав. У зв'язку з підвищенням ціни нафтопродукти актуальність завдання скорочення витрати мазуту чи повного відмовитися від нього різко зросла.
В Україні розроблено конструкцію плазмових розпалювальних пальників. Вони складаються зкамери, за якою в котел подається пилоповітряна суміш. Уздовж камери розміщені два стрижневі електроди, між якими за допомогою рухомого плазмотрона-запальника збуджується потужна електрична дуга. Остання нагріває пилоповітряну суміш. Летючі, що виділяються, займаються. Температура газового струменя на виході із плазмотрону становить 3500-5400 °С. При такій температурі дуже швидко відбувається не тільки термічне розкладання палива та займання летких, але й займання коксової основи.
Після виходу такого струменя в камеру топки спостерігається стійке горіння факела. Однак висока температура викликає швидке зношування стрижневих електродів, потрібна часта їх заміна. Для роботи плазмового пальника потрібна система водогазопостачання, також досить складна система перетворення енергії. Крім того, пальники виявилися досить дорогими.
За наявними даними комплект плазмового пальника потужністю 50-200 кВт коштує понад 20 тис. доларів, тому вони отримали обмежене застосування в місцях, де ціна мазуту висока. Так було в 1989-99 гг. такі установки випробувані на котлах БКЗ-160 Алма-Атинської ТЕЦ-3, котлах ТП-230 Миронівської ДРЕС (Україна), Новосибірської ТЕЦ-2, Гусино-Озерської ДРЕС та ін.
Найбільш простим і дешевим способом розпалювання в даний час є застосування пальників муфельних з використанням замість дров невеликої кількості мазуту. Цей пальник мало відрізняється від наведеного раніше (рис. 9.24). При тому ж обсязі муфеля в ньому відсутні колосникові грати. Замість дров спалюється невелика кількість мазуту (еквівалентне по теплотворності дровам, що спалювалися раніше). За рахунок невеликої мазутної форсунки розжарюється муфель і в нього подається пилоповітряна суміш. Температура на виході із муфеля 1000-1100 °С. Прицій температурі відбувається термічна підготовка та займання суміші до виходу з муфелю.
Встановлення розпалювального муфеля такої конструкції на котлі БКЗ-420 Красноярської ТЕЦ-2 виявилося ефективним. Витрата мазуту при чисто мазутному розпалюванні змінювався в топках, при використанні муфеля - сотнями кілограмів.
Якщо при роботі на малих навантаженнях у котлі з рідким шлаковидаленням доводилося включати "підсвічування" мазутом (для забезпечення стійкого витікання шлаку), то за наявності муфеля його включення дозволяє працювати без мазутної підсвічування.