ТОПЛИВНО-СЖИГАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ
Общие принципы устройства и работы топливно-сжигающих устройств, используемых в технологических печах, в основном не зависят от вида технологического процесса. Основными требованиями к топливно - сжигающим устройствам являются: обеспечение заданных режимов горения, экономичность распыливания (для жидкого топлива), полнота сжигания, малый уровень шума, технологичность изготовления, монтажа и ремонта. Конструкции таких устройств, используемых в промышленных печах, характеризуются чрезвычайным разнообразием. По виду сжигаемого топлива их классифицируют на жидкостные (мазутные), газовые и комбинированные (газомазутные). В нефтеперерабатывающей промышленности большинство трубчатых печей оборудовано комбинированными газомазутными горелками. В остальных отраслях промышленности большее распространение нашли или газовые, или жидкостные топливно - сжигающие устройства.
|
Рис. 4.4.1. Схемы распыления топлива мазутными форсунками: А - прямоструйной при давлении 1.. .2 МПа; б - центробежной с тангенциальным подводом горючего; в - центробежной со специальным завихрителем; г - ротационной; д, е-с распиливающей средой (водяным паром, воздухом) высокого д и низкого е давления; А - топливо; Б - воздух; В - пар |
Топливно-сжигающие устройства жидкого топлива. Жидкое топливо (мазут) горит в печах только после его перехода в парообразное состояние, поскольку температура его воспламенения выше температуры кипения. Поэтому мазут подается на сжигание в печь в распыленном состоянии. Для распыливания топлива используется перегретый водяной пар и (или) подогретый воздух. Для нормальной работы форсунок, работающих на мазуте, его вязкость перед горелкой не должна превышать 3°ВУ (условной вязкости), а температура рас - пыливающего пара должна быть выше температуры насыщения паров воды не менее чем на 15. ..20 °С.
При распыливании мазут рассеивается в топочной камере в виде тумана. По способу подвода энергии различают форсунки с механическим распыливанием (давление создается в мазутопроводе перед форсункой) и форсунки с воздушным или паровым распыливанием. Схемы распыления мазута форсунками показаны на рис. 4.4.1. Более подробный обзор мазутных горелок приведен в специальной литературе.
Топливно-сжигающие устройства газового топлива. Для сжигания газового топлива чаще всего применяются два типа горелок (рис. 4.4.2):
Инжекционного типа, в которых газ смешивается с воздухом в смесительной камере перед входом в камеру сгорания;
|
Рис. 4.4.2. Схемы горелок для сжигания газа: А - кинетическая инжекционная среднего давления; б - с принудительной подачей воздуха и закрученным потоком газа; в - диффузионная с принудительной подачей воздуха и подачей газа мелкими струями; 1 - газовое сопло; 2 - регулирующая воздушная заслонка; 3 - смеситель; 4 - керамический насадок; 5 - лопаточный завихритель; б - газовый коллектор; 7 - обмуровка топки; А - воздух; Б - газ |
В которых газ смешивается с воздухом в самой камере сгорания.
|
Рис. 4.4.3. Беспламенная панельная горелка: / - распределительная камера (короб); 2 - инжекторный смеситель газа, 3 - сопло; 4 регулирующая заслонка; 5 - газоподводящий патрубок; 6 - керамические призмы. " теплоизоляционный слой (диатомовая крошка), 8 болт. 9 гайка, 10 - теплоизоляционный слой (диатомовая крошка), 11- асбестовый шнур |
Теплопроизводительность горелок регулируется изменением давления газа перед соплом инжектора. Перечень наиболее совершенных горелок представлен в табл. 4.4.1. Более подробный обзор газовых горелок приведен в [4, 14, 22] и в специальной литературе.
Высокой эффективностью и широким распространением характеризуются беспламенные панельные горелки (рис. 4.4.3). Такая горелка имеет распределительную камеру /, в переднюю часть которой вварены трубки для выхода газовоздушной смеси. На трубки надеты керамические призмы 6, каждая из которых снабжена четырьмя цилиндроконическими каналами (туннелями). Призмы образуют керамическую панель размерами 500x500 или 605x605 мм, которая служит аккумулятором и излучателем теплоты. Короб и излучательная панель теплоизолированы относительно друг друга слоем диатомовой крошки 1. К задней стене короба крепится инжекторный смеситель газа 2, снабженный соплом 3, заслонкой 4 и газоподводящим патрубком 5. Соседние горелки
4.4.1. Комбинированные топливно-сжигающие устройства, соответствующие по комплексу показателей мировому уровню (подтверждено испытательным центром Росстандарта РФ)
|
Горелочное устройство |
Типы горелки |
Тепловая мощность, МВт (Гкал/ч) |
Примечания |
|
ГУЖ-1.5 |
1.5(1.3) |
||
|
Инжекционное (газожидкостное) |
ГП-1,25И и Д ГП-2,5И |
1.25 (1,0) 2.5 (2,2) |
Для шатровых печей |
|
ГКС-4 |
4.0(3.5) |
С внутренней амбразурой для ста |
|
|
ГП-1,7Д ГП-2,5Д |
1.7(1.5) 2.5(2.2) |
Билизации факела. Допускается подача холодного вентиляторного воздуха |
|
|
ГДК-0.6 |
0.6(0,5) |
||
|
Дутьевое |
ГДК-1.25 ГДК-2.5 ГДК-3,5 ГДК-4,5 ГДК-5,8 |
1.25 (1.1) 2,5(2,2) 3,5 (3.0) 4,5 (3,9) 5.8(5,0) |
С подачей подогретого до 300°С воздуха. Имеют встроенные пилотные горелки и внутреннюю амбразуру |
|
Воздушно - распылительное |
ГКВР-0.3 ГКВР-0,6 ГКВР-1,25 ГКВР-2,5 |
0,3 (0,26) 0,6(0.5) 1,25(1.1) 2.5(2.2) |
Применяются при отсутствии водяного пара. Распыливание производится вентиляторным воздухом под давлением 250...450 мм вод. ст. |
Соединяются друг с другом посредством болтов 8 и гаек 9, образуя излучающую стену печи. Зазоры между соседними горелками уплотняются диатомовой крошкой 10 и асбестовым шнуром 11.
В таких горелках благодаря высокой температуре в зоне горения обеспечивается полное сгорание газа при малом коэффициенте избытка воздуха: в керамических каналах уже на участке длиной 65...70 мм обеспечивается полное сгорание газовоздушной смеси. Теплопередача происходит излучением от поверхности керамической плиты. Теплопроизводи - тельность горелок регулируется изменением расхода газа в коллектор, к которому подключен ряд горелок, а коэффициент избытка воздуха - заслонкой 4 индивидуально для каждой горелки.
