Для надежного сжигания высоковлажных углей типа болгарского бурого, путем повышения температуры и концентрации кислорода в ядре факела при сохранении всех преимуществ системы с прямым вдуванием, был использован пылеконцентратор, позволяющий отделить часть слабозапыленного влажного сушильного агента и сбросить его в верхнюю часть топки.
Принцип действия пылеконцентратора заключается в разделении исходной пылегазовой смеси на сильно– и слабозапыленные потоки за счет различных гидродинамических свойств твердой и газовой фазы. В центробежном пылеконцентраторе, схема которого приведена на рис. 3.15, поток аэросмеси проходит через лопаточный завихритель и приобретает вращательное движение. За счет действия центробежной силы пылевые частицы отжимаются к внутренней поверхности корпуса, увеличивая концентрацию несущего газового потока. Рабочий процесс в пылеконцентраторе заканчивается выделением в самостоятельные отводы части несущего газового потока, имеющего большую, по сравнению с исходным потоком, концентрацию пыли и другой части с соответственно меньшей, чем у исходного, концентрацией пыли.
Основными режимными параметрами пылеконцентратора являются g>c и l, где g>c – это доля пыли, поступающей в основной отвод, то есть
g>c = G>осн /G>о, (3.2)
а l – доля газа (несущего агента), также поступающего в основной отвод:
l = Q>осн/Q>0. (3.3)
Слабозапыленный поток, включающий в себя остаток пыли G>сбр = G>0−G>осн, выносится газовым агентом Q>сбр = Q>о−Q>осн в сбросной пылепровод и далее в сбросную горелку.
Глубина разделения пылегазового потока выражается как отношение:
g>c/l = (G>ocн · Q>0)/(G>0 · Q>осн). (3.4)
Следовательно,
g>c/l = μ>осн/μ>0
где μ>0, μ>осн – концентрации пыли на входе в пылеконцентратор (то есть за мельницей) и в основном отводе (перед основной горелкой).
Меньшая часть угольной пыли (l – g>c) вместе с определенной частью сушильного агента (1 – l) поступает, как упоминалось ранее, в сбросные горелки, расположенные выше основных. Поэтому время для горения сбросной пыли в топочной камере несколько уменьшается. Это обстоятельство накладывает определенные требования на фракционный состав сбросной пыли: она не должна содержать крупные частицы, особенно размером более 1000 мкм. И в этом плане центробежные пылеконцентраторы с регулируемой степенью крутки потока оказываются наиболее подходящими.