Firebox

Tűztér , tűztér  - fosszilis tüzelőanyagok elégetésére szolgáló berendezés, magas felmelegedésű füstgázok előállítása érdekében . A keletkező hőenergiát vagy elektromos vagy mechanikai energiává alakítják, vagy technológiai és egyéb célokra használják fel. [egy]

A tűztér ( égéskamra ) különböző méretű és formájú lehet. Ezeket a paramétereket a fűtőmérnökök állítják be. Az égéstér fő jellemzői a térfogat , a hőteljesítmény és az égéstermékek összetétele (beleértve a mechanikai és kémiai aláégetés arányát , amelyek csökkentik a kemence hatékonyságát , valamint a káros anyagok arányát ).

A tűztér eleje (elülső fala) az az oldal, ahol a betöltőajtó és/vagy az égők találhatók ; néhány tűztérnek két homlokzata van egymással szemben. A szemközti falban (hátsó) általában van egy nyílás az égéstermékek kivezetésére (az erősáramú kazánoknál az úgynevezett kilépőablak ); néha a gázokat más irányba, például a mennyezetbe vezetik.

Vannak zárt és nyitott kemencék. Elhelyezhetők kemencében , gőzmozdonyon vagy álló kazánban .

A kemencék típusai

Réteg tűzterek

Réteges kemence  - olyan kemence, amelyben egy réteggel (általában rostélyon) töltött szilárd tüzelőanyag elégetése ezen a rétegen áthatoló légáramban történik (általában, de nem mindig alulról felfelé) [2] . Történelmileg ez az első típusú tüzelőanyag-égetés, amely a primitív tűzből származik . Az üzemanyagot manuálisan, ajtón keresztül vagy mechanikusan, bunkerből lehet betölteni (gyakran szórófejekkel ). A bunkerbe helyezéshez a tüzelőanyagot aprítógépben (nem malomban ) való őrléssel, vagy fordítva, pelletképzéssel (lásd Pelletkazán ) adjuk a kívánt méretre . A rostély szerkezete és a tüzelőanyag mozgásának jellege szempontjából a kemencék a következő fajták lehetnek [3] :

• Rögzített ráccsal és rögzített tüzelőanyagréteggel (beleértve, ha az egyes rostélyok elfordulhatnak, vagy a rostély megrázódik) - kisméretű kazánokhoz (1-2 t / h gőzig ).
• A gravitáció hatására rögzített rostély mentén mozgó tüzelőanyagréteggel (például ferde rács mentén) vagy csavarrúddal. A bányák kemencéibe a tüzelőanyag az égés során belép a betápláló nyakból, ahol megszárítják és felmelegítik az illékony anyagok részleges felszabadításával [4] .
• Láncrácstal (előre (elölről hátra) vagy hátrafelé). 10-35 t/h és afeletti kazánokhoz használják. A közvetlen rácsfutású tűzhelyek érzékenyek az üzemanyag minőségére. A fő probléma az üzemanyag tökéletlen elégése.

Lehetőség van a mozgó tüzelőanyag-réteg levegőbe juttatására menetirányban egyenetlenül, így az égés minden szakaszában optimális a felesleges levegő .

A szilárd tüzelőanyagok elégetése mindig illékony gázok felszabadulásával jár. Ha a rétegen át beáramló levegő mennyisége nem túl nagy, és az égő réteg vastagsága jelentős, akkor ezeknek a gázoknak egy része nem ég ki oxidálószer ( oxigén ) hiányában (ebben az esetben az égőréteg hőmérséklete ). a zóna 1500-1600 °C-ra emelkedik). Ezután a szén a képlet szerint redukálódik . Az így kapott gázkeverék szekunder levegő hozzáadásával hatékonyan éghet, amelyet különösen a pirolízis kazánok sajátos kialakítású kemencéiben használnak .

Ha a rétegkemencét nem túlerõsítjük (a robbantás nem túl erõs), akkor a mechanikai aláégés 1–5%, de ha a hőfeszültséget a robbantás növelésével próbálják növelni, ez elérheti az 50%-ot is. A több levegő ellátása (az égés fokozása) és a tüzelőanyag beszivárgásának elkerülése érdekében ( pneumatikus szállítási mód ) a robbantást nem a rostély alól, hanem felülről az üzemanyagrétegre szervezik ( felső robbanás ). Ebben az esetben a rostély speciális hűtést igényel, ami a kazán cirkulációs rendszerébe tartozó csövekből való elkészítésével valósítható meg .

Fluidágyas kemencék

Néha ezeket a kemencéket formálisan rétegkemencéknek nevezik, de a bennük lévő tüzelőanyag állapota jelentősen eltér [5] :41-42 . Emelkedő gázáramban a szilárdanyag - terhelés három állapotú lehet:

• nyugalmi állapotban, amikor a gáz sebessége alacsony és nem tudja felemelni a részecskéket, ez jellemző a réteges kemencékre;
• pneumatikus szállítási módban, amikor a részecskéket gyors gázáramlással szállítják - kamrás kemencékben;
• fluidizált állapotban , közbenső gázsebességgel, amikor a rétegen áthaladva „széthúzza” a részecskéket és megnöveli a vastagságát, csökkentve a sűrűséget , de nem tudja kihordani a részecskét a rétegből. Ez utóbbi üzemmód fluidágyas kemencékben jön létre .

Alacsony hőmérsékletű (800-900 °C) fluidágyban a nitrogén-oxidok felszabadulása nagyon hatékonyan visszaszorítható , és olyan merülő felület használható, amelynek hőátbocsátási tényezője kiemelkedően magas (a felhevült tüzelőanyag részecskék közvetlenül érintkeznek és a hő egy része nem konvekcióval , hanem hővezető képességgel kerül átadásra ). A réteghőmérséklet beállítására a salakképződés elkerülése érdekében vizet és gőzt lehet bevezetni [6] , de elvileg ennek a rétegnek a nagy koptatóképessége miatt a kemencék nem hajlamosak salakképződésre.

Jelentős mennyiségű inert töltőanyag kerül a fluidágyba. A dolomit és a mészkő például akár 90%-ban kén-oxidokat köt karbonátokká [5] :41 . A tüzelőanyag lehet szén (beleértve az alacsony hatásfokú kazánokból származó hamuban lévő maradékokat), olajpala , tőzeg , fa és egyéb hulladék [6] .

A fluidágyas kemencék a tüzelőanyag kémiai összetételét tekintve nem érzékenyek a tüzelőanyag minőségére, de érzékenyek a tüzelőanyag -részecskék frakcionált összetételének homogenitására és az inert töltetre [7] . Ezekben a kemencékben az égés intenzívebb, mint a hagyományos rétegkemencékben, méreteik kisebbek; azonban szükség van egy légelosztó rácsra és egy nagyobb ventilátorra . Az ilyen típusú kemencék egyéb hátrányai között:

• a tüzelőanyag teljes széntartalmának legfeljebb 20-30%-ának eltávolítása (ezért ezek a kemencék akkor javasoltak, ha a kazán munkaterében 0-1 mm-es utóégetés lehetséges);
• a fúvókák közötti tér és maguk a levegőelosztó rácsok fúvókái nem megfelelő dinamikus légnyomás mellett salakosak;
• a hőátadó felületek nagyon nagy abrazív kopása , különösen nagy a merülőgépeknél [6] .

A fluidágyas égés során megfigyelthez hasonló intenzív égés hatását úgy érhetjük el, hogy a rostélyt tetszőleges méretű tüzelőanyag-darabokkal folyamatosan rázzuk; de a rostély fém szilárdságának csökkenése miatt magas hőmérsékleten ez a módszer nehezen kivitelezhető a gyakorlatban.

A 16 kgf/cm² nyomású fluidágyas kemencék hamuból mélygáztisztítással használhatók a szilárd tüzelőanyaggal működő gázturbinák működésének megszervezésére (a CCGT nagynyomású gőzfejlesztő részeként ) [8]