Котельные установки

Горелки для газообразного топлива

В топочную камеру газ и воздух подаются через горелки. Для сжигания газа применяется большое число различных типов горелок, различающихся как по принципу работы, так и по конструктивному оформлению.

По способу смесеобразования можно различить горелки:

1) диффузионного типа - смешивание воздуха с топливом происходит в топочной камере;

2) кинетического типа - смесь образуется до выхода в топку.

Поскольку при предварительном смешении горение протекает очень бы­стро, в коротком пламени, горение называют еще и беспламенным. А диффу­зионные горелки - пламенными;

3) горелки смешанного типа - предварительно газ смешивается с частью воздуха.

По способу подачи воздуха в топку горелки делят на две группы:

1) с принудительной подачей воздуха от вентилятора;

2) с подачей воздуха путем эжектирования его газовой струей или за счет разрежения в топке.

Ниже даны схемы диффузионных горелок различных типов (рис. 11.5,

11.6).

Рис. 11.5. Схемы газовых горелок: В - подвод воздуха; Г - подача газа

В горелке типа I получается наиболее растянутый факел. Здесь газ и воз­дух подаются раздельными параллельными потоками.

При концентрическом расположении потоков (тип II) либо при установ­ке различных завихрителей (тип III) перемешивание улучшается и факел укорачивается.

В горелке (тип IV) газ и воздух подаются через узкие щели вперемежку.

Это также способствует хорошему перемешиванию.

Преимущества диффузионных горелок:

1) возможность сжигания большого количества газа при ограниченных поперечных размерах горелок. Это облегчает размещение их по фронту котла (либо по стенам);

2) возможность подогрева газа и воздуха до температуры, превышающей температуру самовоспламенения газа;

3) возможность регулирования производительности горелки без опасе­ния обратного проскока пламени.

Недостатками являются:

1) низкое тепловое напряжение топочного объема (400-2000 тыс. кДж/м • ч, в среднем - 1000 тыс. кДж/м • ч);

2) наличие некоторой неполноты горения даже при увеличении коэффи­циента избытка воздуха до 1,15.

Из числа горелок с предварительным смешением в энергетических кот­лоагрегатах применяют так называемые туннельные горелки (рис. 11.6). В этой горелке газ, хорошо перемешанный с воздухом, сгорает в узких керамических каналах - туннелях, образуемых разделительными столбиками. В топочную камеру выходят продукты сгорания. Факел в топке отсутствует. Резкое сокращение факела получается за счет улучшения условий зажигания смеси и увеличения фронта воспламенения. Материал туннелей влияния на го­рение газа не оказывает, так как при имеющей место температуре более 1000 °С скорость химической реакции уже достаточно высока и катализ поверхно­стей не оказывает заметного влияния на скорость горения.

Горелки с предварительным смешением имеют следующие преимущест-

1) малый избыток воздуха (а = 1,05-1,1);

2) тепловое напряжение велико. Сгорание происходит в туннельных го­релках с тепловым напряжением Q/V-200-106 кДж/м3 • ч. Это дает возмож­ность использовать для сжигания газа топки с малым топочным объемом.

Недостатки: большое сопротивление и малая производительность. По этой причине беспламенные горелки большей частью применяются на котлах малой мощности.