Топливо и котельные установки

Топки для сжигания жидкого и газообразного топлива

Мазут и другие виды жидкого топлива, являющиеся с народ­нохозяйственной точки зрения ценнейшим топливом, как правило, не должны сжигаться в топках паровых котлов. В тех котельных установках, где в настоящее время по тем или иным причинам еще применяется жидкое топливо, должны быть проведены меро­приятия по его замене твердым или газообразным топливом.

Для сжигания мазута необходимо ввести его в топку в мелко­раздробленном состоянии для того, чтобы увеличить поверхность соприкосновения частиц топлива с воздухом. Пульверизация (распыливание) мазута производится в форсунках, которые могут быть паровыми, воздушными, или механическими. В форсунке Шухова (рис. 22) пар или воздух под давлением 2—6 атм посту­пает в штуцер 2 и выходит из форсунки через кольцевую щель 3 с большой скоростью, подхватывая и раздробляя мазут, посту­пающий через штуцер 1 и выходящий из центральной трубьг форсунки. Ширину щели можно регулировать путем осевого пе­ремещения центральной трубы.

Существуют другие конструкции паровых и воздушных форсу­нок, причем факел горения мазута может быть круглым или плоским.

Рис. 22. Паровая форсунка Шухова.

В механических форсунках (рис. 23) мазут подается под дав­лением 12 атм и более. Проходя через завихривающую шайбу, мазут выходит из отверстия форсунки с большой скоростью, в ре­зультате чего раздробляется на мелкие частицы.

Паровые форсунки потребляют значительное количество пара, достигающее 3-^5%, а иногда и больше, от паропроизводитель - ности котла; они менее экономичны по сравнению с механиче­скими форсунками, при которых расход пара на мазутные насосы и подогрев мазута составляет не более 1 % от паропроизводитель - ности котла.

Для лучшего распиливания мазута необходимо уменьшить его вязкость; с этой целью его подогревают до 80—90° С, Вяз­кость нужно снизить при паровых форсунках до 7—15°, а при ме­ханических форсунках — до 4—6° по Энглеру. Подогрев мазута способствует более совершенной его очистке в фильтрах.

Исследованиями, проведенными проф. Л. К. Рамзиным (ВТИ), установлено, что полнота сгорания мазута обеспечивается при том условии, если все количество воздуха, потребное для горения топлива, подведено к корню факела, к месту его развития у фор­сунки. Это условие должно быть соблюдено для того, чтобы в самом начале факела происходило наиболее интенсивное окис­ление мазута; недостаток воздуха в этом месте факела приводит

К выделению высокомолекулярных углеводородов, к дымлению и образованию сажи.

Подвод воздуха к другим частям мазутного факела оказы­вается бесполезным; это следует учитывать при проектировании мазутных топок.

В стенках обмуровки топки нередко устраивают каналы, по которым пропускают идущий к корню факела воздух, подогревае­мый в этих каналах. Таким путем достигается охлаждение стенок обмуровки и улучшение условий процесса сгорания топлива.

Часть топки в месте расположения мазутной форсунки пред­ставлена на рис. 24. Воздух поступает через топочный фронт и по каналам снизу факела.

В связи с развитием газификации городов и промышленных центров СССР все большее применение в отопительно-произ - водственных котельных установках находит газообразное топ­ливо.

При сжигании газообразного топлива должно быть также со­блюдено требование о подводе всего воздуха, необходимого для горения газа, в газовую горелку, а не по длине факела.

Подготовка горючей смеси осуществляется в газовых горел­ках. Различают горелки высокого и низкого давления. Высоким считают давление газа, превышающее 0,5 атм; горелки низкого давления предназначаются для сжигания газа с давлением 100 мм вод. ст. и ниже. Отопительно-производственные котлы обычно оборудуются горелками для сжигания газа низкого дав­ления.

По способу подачи воздуха горелки подразделяются на и н - жекционные и смесительные. В инжекционную го­релку воздух, необходимый для горения газа, поступает в резуль­тате подсасывания его струей газа. В смесительные горелки воз­дух нагнетается при помощи вентилятора, поэтому при установке

Таких горелок котельная должна быть оборудована системой тру­бопроводов как для подачи газа, так и воздуха.

Инжекционная горелка (рис. 25) состоит из корпуса или сме­сителя 1, газового сопла 2, регулирующей шайбы 3, диффузора 4 и насадки 5 с отверстиями для выхода газовоздушной смеси. Го­рючий газ поступает в горелку под давлением 50—60 мм вод. ст. и выходит из сопла 2 с большой скоростью, подсасывая в смеси­тель 1 наружный воздух. Вращая регулировочную шайбу 3, можно увеличить или уменьшить сечение для подвода воздуха и изменить его количество, засасываемое в горелку. В смесителе происходит полное смешение газа с воздухом; эта смесь заго­рается по выходе из горелки.

Производительность горелки зависит от диаметра газового сопла и давления. газа. Например, при диаметре сопла 9,5 мм и давлении газа 60 мм вод. ст. производительность горелки состав* ляет 8,25 нм3/час если же установить сопло диаметром 6,0 мм,

00^2

= 3,3 нм5/час.

Одна из конструкций смесительных горелок представлена на рис. 26. Газ и воздух поступают в эту горелку по самостоятель­ным трубопроводам под давлением 80—100 мм вод. ст. Сечение газопровода должно быть меньше сечения воздухопровода. Газ
входит в головку через два ряда щелей отдельными струями. Воздух до поступления в головку проходит через направляющие лопасти, вследствие чего он завихривается и лучше перемеши­вается с газом. Корпус снабжен люком с крышкой, служащим для розжига топки. Производительность смесительных горелок в зависимости от их размеров и давления газа может быть от 50 до 450 нм^/час. Такие горелки можно использовать как под жаротрубными, так и под котлами системы инж. Ревокатова.

Газовое оборудование котельных должно быть снабжено при­способлениями, предохраняющими от взрывов, пожара и отравле­ния воздуха газом. Следует строго придерживаться правил тех­ники безопасности, установленных для котельных, работающих на газе.

Устройства для подвода газа к инжекционным горелкам чу­гунного отопительного котла изображены на рис. 27. Котел снаб­жен двумя горелками 1 на газопроводе к каждой горелке уста­навливается кран 2. Кроме того, на газопроводе имеется общая запорная задвижка 3, которая во время работы горелок остается полностью открытой; регулирование расхода газа осуществляется при помощи упомянутых кранов.

На участке газопровода между задвижкой и горелками уста­навливаются следующие устройства: а) автомат безопасности, соединенный с горелкой и автоматически прекращающий поступ­ление газа в горелку в случае потухания пламени; б) отводная линия «свеча» 5, которая выводится из котельной наружу и от­

Ключается двумя кранами; она предназначается для ПроДувки газопровода перед пуском газа в горелку. Когда котел не рабо­тает, краны на свече должны всегда находиться в открытом по­ложении.

В топке котла предусматривается установка откидного предо­хранительного клапана 9, открывающегося в случае взрыва газа.

Котлы со смесительными горелками оборудуются автоматами, выключающими газ в случае остановки дутьевого вентилятора.