Сжигание топлива в пылевидном состоянии

Твердое топливо при сжигании в камерных топках предварительно измельчают и в виде пыли в смеси с воздухом вдувают в топочную камеру, где оно сгорает, находясь в потоке газов во взвешенном состоянии. Превращением кускового топлива в угольную пыль достигается многократное увеличение поверхности реагирования. Так, если кусочек угля диаметром 20 мм раздробить на частицы размером 40 мкм, то суммарная площадь поверхности полученных пылинок будет в 500 раз больше поверхности исходной частицы. При увеличении поверхности реагирования существенно улучшается сжигание топлива в пылевидном состоянии, так как горение твердого топлива является гетерогенным процессом, происходящим На поверхности частиц топлива.

Сжигание топлива в пылевидном состоянии имеет ряд преимуществ:

1) возможность сжигания с достаточно высоким КПД любого топлива, включая малореакционные антрациты, а также высоковлажные и высокозольные угли и отходы уг-леобогащения;
2) практически неограниченная по условиям сжигания топлива единичная мощность котла;
3) полная механизация топочного процесса, легкость регулирования, возможность полной автоматизации топочного устройства;
4) отсутствие подвижных деталей в топке, что повышает эксплуатационную надежность агрегата.

Сжигание топлива в пылевидном состоянии неэффективно из-за:

1) сложность, громоздкость и в большинстве случаев высокая стоимость оборудования пылеприготовления, а также значительный расход на приготовление пыли электроэнергии, доходящий для антрацита до 25-30 кВт-ч/т;
2) низкие объемные плотности тепловыделения в камере горения, находящиеся при факельном сжигании пыли в пределах q_v=0,1/0,3 МВт/м³. Последнее обусловливается малой массовой концентрацией топлива в единице объема такой топки (20-30 г/м³), а также неблагоприятными условиями подвода окислителя к поверхности реагирования и отвода продуктов сгорания вследствие низкой относительной скорости горящих частиц в газовоздушном потоке.

Сжигание топлива в пылевидном состоянии в циклонных топках (см. гл. 8), характеризующихся более благоприятными условиями для тепло- и массообмена, имеет объемную плотность тепловыделения камеры горения значительно более высокие значения.