Котлы с топками кипящего слоя

Котлы с топками  кипящего слоя

Стационарный  котел с кипящим слоем - стационарный котел для сжигания топлива в псевдоожиженном слое инертного материала, золы или смесей с размещением в этом слое части поверхностей нагрева.

Кипящий слой - псевдоожиженный слой, состояние слоя зернистого сыпучего материала, при котором под влиянием проходящего через него потока газа или жидкости (сжижающих агентов) частицы твёрдого материала интенсивно перемещаются одна относительно другой. В этом состоянии слой напоминает кипящую жидкость, приобретая некоторые её свойства, и его поведение подчиняется законам гидростатики. В К. с. достигается тесный контакт между зернистым материалом и сжижающим агентом, что делает эффективным применение К. с. в аппаратах химической промышленности, где необходимо взаимодействие твёрдой и текучей фаз (диффузионные, каталитические процессы и др.). 

Основными, присущими  только кипящему слою особенностями  сжигания топлива является:

- интенсивное перемешивание  частиц топлива газовыми пузырями, позволяющими избежать появления  в слое существенных температурных  перекосов, и как, следствие,  шлакования;

- интенсификация теплопередачи  от кипящего слоя к теплопередающим  поверхностям (частица твердого  материала, охлаждаясь у поверхности  трубы, омываемой рабочим телом,  из-за различия плотностей отдает  на несколько порядков теплоты  больше, чем такая же по объему  частица газа, охлаждающаяся до  той же температуры; коэффициент  теплоотдачи к погруженным в  кипящий слой трубам составляет  в современных топках ~250 Вт/м2К);

- интенсификация горения  твердого топлива (объясняется  увеличением удельной поверхности  окисления и постоянным «обновлением»  его поверхности, благодаря интенсивной  пульсации, вращению, соударениям,  дроблению и истиранию в мельчайшую  пыль).

В топках с кипящим слоем (рис.1, 2) сжигается угольная мелочь бурых и каменных углей с размерами  кусков от 2 до 12 мм.

Температура слоя, во избежание  шлакования, регулируется вводом пара в количестве 0,3-0,6 кг/кг. Возможна замена пара водой, распыленной при помощи пульверизаторов (расход воды 0,2-0,3 кг/кг).

Недостатком топок  с кипящим слоем являются: 

- вынос углерода до 20-30% всего углерода топлива (поэтому  эти топки рекомендуют применять  при возможности дожигания уноса  0-1 мм, в рабочем пространстве  котла);

- зашлаковывание межсоплового пространства и самих сопл воздухораспределительных колосниковых решеток при недостаточном динамическом напоре воздуха;

- абразивный износ теплопередающих  поверхностей, особенно высокий  у погружных в кипящий слой.