КОНСТРУКТИВНЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОВЫХ ГОРЕЛОК ГОРЕЛКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КОММУНАЛЬНЫХ И БЫТОВЫХ УСТАНОВКАХ
Наибольшее распространение в городском хозяйстве получили инжекционные горелки низкого давления частичного предварительного смешения. Это объясняется тем, что установка горелок с принудительной подачей воздуха у небольших и сильно разрозненных потребителей не целесообразна и экономически не выгодна. Кроме того, в установках малой производительности можно добиться хорошего сжигания газа и с помощью инжек - ционных горелок низкого давления.
Широкое распространение в последнее время в различных областях получили горелки инфракрасного излучения. Они применяются для тепловой обработки различных материалов, сушки оштукатуренных стен зданий и лакокрасочных покрытий, обогрева рабочих площадок, лучистого отопления в цехах с большими теплопотерями и помещениях, где люди бывают периодически (выставочные залы, открытые трибуны, плавательные бассейны), и т. д.
На рис. 9 представлена конфорочная горелка унифицированной газовой плиты, имеющая номинальную тепловую нагрузку 1500—1700 ккал/ч. По ее вертикальной оси Размещены газовое сопло, диффузор и крышка. Шибер регулировки первичного в°здуха находится на корпусе сопла. Горелка рассчитана на сжигание газов с различной теплотой сгорания при соответствующей замене газового сопла.
Инжекционная горелка низкого давления, применяемая в водонагревателях завода Ленгазаппарат (рис. 10), состоит из двух ин-
Жекторов, присоединенных к общей смесительной камере. Газ.
В каждый из инжекторов поступает через сопло, которое имеет три позволяет равномерно распределить тепло по топке, а большое ко
|
Отверстия. Диаметры отверстий зависят от теплоты сгорания газа. Газовоздушная смесь из смесительной камеры поступает в распре |
|
/И 1Ы уии^1 и М ЫЧ.11■— 1Л 1ПА Делитель, состоящий из 13 трубок со щелевыми отверстиями, разме - природного газа от до мм вод. ст. и сжиженного газа щенными вдоль оси трубки в 2 ряда. Горелка имеет номинальную 20 Д° 4°° «м В°Д - ст - Аналогичную конструкцию имеют и горелки тепловую нагрузку от 18000 до 21000 ккал/ч. Для агрегатов, повышенной тешюпроизводительности. Горелки этой конструкции имеющих круглую топку с высотою не менее 400 мм, Мосгазпроек |
|
Поті Фй |
|
Рис. 10. Иижекционная горелка низкого давления проточного водонагревателя (Ленгазаппарат). |
|
/ — тройник; 2 — штампованные пластины; 3 — диффузор; 4 — смесительная камера; 5 — распределитель; 6 — сопло. |
Личество отверстий делает возможным получение факелов неболь - 1 щой высоты. Горелка работает устойчиво при изменении давления
От
|
Рис. 11. Инжекционная горелка для агрегатов, имеющих круглую топку. I — подвод газа; 2 — сопло; 3 — смеситель; 4 — распределитель с огневыми отверстиями; 5 — регулятор первичного воздуха. Устанавливаются на водонагревателях АГВ и кипятильниках КНД. Основные характеристики горелок приведены в табл. 4. Газогорелочное устройство ГК-17 (рис. 12, о) устанавливается На отопительных и отопительно-варочных печах. Оно состоит из СЛеДующих основных узлов: топочного щитка, насадка, смесителя и защитной автоматики. Топочный щиток изготовляется из листо - в°й стали толщиной 1,5 мм и винтами крепится к рамке. Рамка с помощью проволоки укрепляется в кирпичной кладке. ^ А - с. Иссерлин 33 |
Том разработана инжекционная горелка низкого давления (рис. 11) Горелка ранее выпускалась с соплом, имеющим регулировочную иглу, позволявшую настраивать горелку на сжигание газов с раз ной теплотой сгорания. Однако в эксплуатации это устройстве себя не оправдало, и в настоящее время горелки выпускаются с различными соплами (для природного и сжиженного газов) имеющими определенные диаметры выходных отверстий.
Смеситель горелки представляет собой согнутую под углом 90' профилированную трубу. На диффузор смесителя надевается чу гунный насадок. Огневые отверстия в насадке просверлены в спе циальных приливах, расположенных в один ряд, что улучшает условия подвода вторичного воздуха к факелам. Так как горелкг работает с коэффициентом избытка воздуха аг<1.0, это услови< является необходимым. Расположение отверстий по окружност)
32
Таблица' 4
Инжекционные горелки для агрегатов, имеющих круглую топку (рис. 11)
|
Номинальная тепловая нагрузка, ккал/ч |
Диаметр сопла £?с, мм |
Г азовыпускные отверстия |
Габаритные размеры //Х^ХА мм |
Масса, |
|
|
Количество п |
Диаметр д., мм |
Кг |
|||
|
6000 |
23 1,5 |
84 |
3,5 |
152 X355X186 |
6,0 |
|
12000 |
3,2 2,1 |
126 |
2,7 |
' 137X 384X244 |
4,5 |
|
20 400 |
( 42 23 |
124 |
4,0 |
175x 565x 370 |
9,6 |
Пр имечания. 1. Номинальное давление природного газа 130, сжижен ного газа — 300 мм вод. ст. 2 В числителе даны диаметры сопел для природного газа, в знаменателе — для сжиженного.
|
Рис. 12. Газовая горелка ГК-17. а — общий вид горелки; б— установка трубки Максимова. |
Й
/ — воздух; //— смесь продуктов сгорания и газа.
I — электромагнитный клапан; 2— регулятор первичного воздуха; 3— термопара; 4— трубка Максимова, служащая одновременно запальником; 5 — основная горелка; б — отверстие для подвода вторичного воздуха; 7 — топочный щиток; 8 — глазок для розжига; 9 — смотровое окно; 10 — трубка для подачи газа к запальнику; 11— рамка; 12 — пусковая кнопка; 13 — отверстие для входа в трубку газа от электромагнитного клапана; 14 — отверстие для входа в трубку воздуха (при нормальной тяге) и для выхода смесн продуктов сгорания и газа (прн отсутствии тяги в дымоходе печи).
Насадок горелки выполняется литым из чугуна. По всей длине насадка просверлены 3 ряда отверстий диаметром 4,0 мм для выхода газовоздушной смеси. Смеситель горелки такой же, как и у большинства инжекционных горелок.
Защитная автоматика (рис. 12, б) состоит из электромагнит - лого клапана, термопары и трубки конструкции Максимова, которая служит одновременно и запальником горелки. При нормальной тяге в дымоходе запальник нагревает термопару и электромагнитный клапан пропускает газ на горелки. Если во время работы печи произойдет завал дымохода, опрокидывание тяги и т. д., то в топливнике печи образуется давление выше атмосферного и газ из трубки Максимова будет выходить в помещение. При этом запальник погаснет, термопара охладится и закроется электромагнитный клапан, прекратив доступ газа в горелку.
Теплотехнические испытания горелки показали, что полное сжигание газа достигается при коэффициенте избытка воздуха в топливнике печи 01=1,6-5-1,7. Коэффициент избытка первичного воздуха ог=0,35-5-0,4. Кроме того, ГипроНИИГазом разработана горелка ГК-25 для печей повышенной теплоемкости, аналогичная по конструкции описанной выше.
На многих отопительных печах установлены газовые инжекци - онные горелки низкого давления ГДП-1,5. Фронтовой щиток горелки с помощью шпилек крепится к топочной рамке. Рамка укрепляется в кладке печи металлическими полосами перед установкой горелки. Горелка заканчивается двумя щелевыми насадками. Первичный воздух подсасывается в горелку через регуляторы, а вторичный воздух поступает через поддувальную дверцу.
Автоматика безопасности для этой горелки состоит из термопары, запальника и электромагнитного клапана. Перекрытие электромагнитного клапана происходит через 40—60 сек после того, как погаснет запальник. Для включения горелки необходимо открыть кран на подводящем газопроводе, нажать кнопку электромагнитного клапана и зажечь запальник. Зажигание запальника производится через смотровое окно, размещенное на фронтовом Щитке.
Ввиду того что горелка ГДП-1,5 не имеет автоматики, прекращающей подачу газа при отсутствии тяги в дымоходе, она должна Устанавливаться на печах в комплекте с сигнализатором тягиЭБА. Сигнализатор ЭБА отключает горелку через 25—30 сек после нарушения тяги в дымоходе.
Ранее выпускались также газогорелочные устройства ГУК-1 и *УК-2 для переоборудования комнатных печей, смонтированные соответственно на стандартной чугунной поддувальной дверце и на стандартной чугунной топочной дверце. Автоматика этих горелок аналогична автоматике горелки ГДП-1,5, т. е. срабатывает только пРи погасании пламени в топливнике. Горелки рассчитаны как на Периодический, так и на непрерывный режим работы. Устройства *^К-1 и ГУК-2 по конструкции одинаковы. Их крайние две го
Релки — периодического действия, а средняя, непрерывного действия, служит одновременно и запальником.
В настоящее время выпускается модернизированная горелка ГУК-1М (рис. 13), снабженная дополнительно автоматикой по тяге в дымоходе. Автоматика состоит из электромагнитного клапана и трубки конструкции Максимова с термопарой, описанных выше.
|
16
|
Рис. 13. Газовая горелка ГУК-1 М.
1 — газовый коллектор; 2 — регулятор первичного воздуха; 3— основные горелкн; 4 — фильтр; 5 — электромагнитный клапан;
6 — трубка для подачи газа из электромагнитного клапана в трубку Максимова;
7 — термопара хромель-копель; 8 — запорный кран; 9 — глазок для розжига и наблюдения; 10 — трубка Максимова (запальник); 11 — отражатель; 12 — рамка.
На рис. 14 показана газовая горелка ГК ГПТ. Конструктивно она аналогична описанным горелкам, однако отличается автоматикой безопасности Автоматика состоит из термодатчика, запальника, рычага-фиксатора с пружиной, регулирующего кронштейна и механического клапана.
Для того чтобы зажечь запальник, необходимо нажать кнопку механического клапана. Факел запальника нагреет термодатчик, который удлинится по направлению к щитку горелки. Рычаг-фиксатор сдвинется в сторону от топочного щитка и перекроет кнопку механического клапана. В этом положении кнопки механический клапан пропустит газ к запальнику и коллектору основной горелки.
Затем открывают запорный кран коллектора горелки, и происходит воспламенение газовоздушной смеси, выходящей из двух трубчатых насадков. При наличии тяги газогорелочное устройство разжигается за 20—25 сек.
При отсутствии тяги в топливнике пламя инжекционного запальника будет неустойчивым, и поэтому термодатчик не прогреется, рычаг-фиксатор не перекроет кнопку механического кла-
|
I — газовый коллектор; 2 — регулятор первнчного воздуха; 3 — смеситель; 4 — рамка; 5 — пусковая кнопка механического клапана; 6 — кронштейн, жестко связывающий механический клапан с топочным щитком; 7— рычаг-фнксатор; 8— запорный кран; 9— термодатчик; ГО - кронштейн для регулировки рыча га-фиксатор а; //— пружина; 12 — топочный щнток; и — отражатель; 14 — инжекцноиный запальник; 15 — глазок для розжига и наблюдения; 16 — механический клапан; 17 — фильтр; 18 — основные горелки. |
Пана и горелка не зажжется. В случае завала дымохода в процессе работы горелки в топливник поступает недостаточное количество вторичного воздуха для полного сгорания газа. Факел запальника станет нестабильным, и термодатчик остынет. В результате фиксатор отойдет к щитку горелки и освободит кнопку механического клапана.
Рычаг-фиксатор настраивается регулирующим кронштейном. 1фи вывинчивании или ввинчивании кронштейна меняется положе - Ние фиксирующего конца относительно кнопки клапана.
Время отсечки клапана при отсутствии разрежения (вызванного розжигом горелки с закрытой задвижкой печи или завалом дымохода) составляет 10—15 сек. Длительная проверка автоматики показала ее надежность.
В табл. 5 приведены сравнительные характеристики горелок для отопительных печей.
Таблица 5
Газовые горелки для отопительных печей
|
Показатели |
Марка горелки |
||||||
|
ГДП-1.5ГК-17 |
ГК-25 |
ГУК-1 |
ГУК-2 |
ГУК-1М |
ГК-ГП Г |
||
|
Номинальная тепловая |
|||||||
|
Нагрузка, ккал/ч. . . |
13800 |
12750 |
25500 |
8000 |
8000 |
13500 |
13500 |
|
Номинальное давление природного газа перед |
100 |
||||||
|
Горелкой, мм вод. ст. |
130 |
130 |
130 |
100 |
130 |
130 |
|
|
Габаритные размеры, мм: |
210 |
||||||
|
Высота.................... |
160 |
220 |
220 |
160 |
235 |
270 |
|
|
Ширина.... |
195 |
200 |
340 |
200 |
280 |
220 |
230 |
|
Длина...................... |
295 |
430 |
620 |
405 |
375 |
680 |
520 |
|
Масса, кг............................ |
7,0 |
6,1 |
7,3 |
9,7 |
12,6 |
8,5 |
9.0 |
|
|
|
|
Все типоразмеры водогрейных котлов ВНИИСТО-Мч снабжаются специально разработанными инжекционными горелками низкого давления. Насадок горелки (рис. 15) имеет прямоугольную форму в виде рамки, с перемычкой посередине. Подвод газо - воздушной смеси из смесителя осуществляется к центру перемычки, а затем с двух сторон к выходным отверстиям, расположенным по периметру рамки. Двухрядное расположение по насадку огневых отверстий позволяет сократить его размеры, однако ухудшает условия подвода вторичного воздуха. Это несколько увеличивает длину факела по сравнению с горелками, имеющими однорядное расположение отверстий. Горелки работают устойчиво в диапазоне давлений природного газа от 5 до 180 мм вод. ст. и сжиженного газа — от 10 до 400 мм вод. ст. Основные характеристики горелок приведены в табл. 6.
Таблица 6
|
Инспекционные горелкн для секционных котлов ВНИИСТО-Мч (рис. 15)
|
|
Примечания. 1 Номинальное давление природного газа 130, сжиженного— 300 мм вод. ст. 2. Диаметр газовыпускных отверстий для всех горелок 4 мм |
Горелки устанавливаются на уровне колосниковой решетки (которая снимается при работе на газе), а вместо топочной дверки Устанавливается фронтовая плита. К фронтовой плите крепятся подводящий газопровод, горелка и приборы автоматики. Горелка
|
|
|
Рис. 17. Инжекционная горелка низкого давления Мосгазпроекта. |
ДЛя пятисекционного котла с автоматикой изготовляется Московским ремонтно-механическим заводом.
Мосгазпроект разработал серию горелок для установки в аппаратах, имеющих удлиненную топку (рис. 16). Рекомендуемое давание газа 10—180 мм вод. ст., горелка работает с коэффициентом избытка воздуха аг<1Д В зависимости от размеров топочного пространства и потребности в тепле эта конструкция имеет шесть моделей (табл. 7).
Таблица 7
|
Инжекционные горелки Мосгазпроекта (рис. 16)
|
Смеситель горелки выполнен сварным. Узел сопла и регулятора первичного воздуха очень удобен при монтаже и эксплуатации горелки. Перемещая регулятор воздуха по резьбе, можно увеличивать или уменьшать инжекцию первичного воздуха. Диффузор смесителя оканчивается резьбой, на которую навертывается насадок горелки. Насадок выполнен из стальной трубы, заглушенной с одного конца.
На насадок вдоль оси горелки привариваются две полоски толщиною 8 мм, через которые проходят отверстия для выхода газовоздушной смеси. На номинальной нагрузке факел имеет высоту порядка 0,5 м. Для укорочения факела целесообразно подавать в зону горения вторичный воздух. При установке в топке нескольких горелок следует сохранять между ними зазор не менее 30 мм Для доступа вторичного воздуха.
При переводе на газ секционных котлов Стреля и Стребеля большой модели и котлов НР применяют инжекционные горелки низкого давления конструкции Мосгазпроекта (рис. 17). Рекомендуемое давление газа у этих горелок 10—180 мм вод. ст. Коэффициент избытка воздуха аг<1Д
Горелки выполнены сварными, поэтому имеют небольшую 1*^ССУ' Длина горелок в зависимости от модификации 1160— мм. Горелки устанавливаются в топке котла обычно в блоке Из 3—4 штук. Этот тип горелок применяют также иногда и для Установок с удлиненной топкой и высотой не менее 600—900 мм. арактеристики горелок даны в табл. 8.
|
2 |
|
Инжекционные горелки низкого давления (рис. 17)
|
|
Для кипятильников, варочных котлов, бучильников., ресторан ных плит, кондитерских печей Мосгазпроектом разработаны специ альные горелки. Они выполняются сварными и часто компонуются |
Рис. 18. Инжекционная горелка ПР-310.
1 насадок; 2 — смеситель; 3 — регулятор первичного воздуха; 4 — сопло; 5 — регулятор
Вторичного воздуха.
В блоки из двух и трех горелок, устанавливаемых на общей фронтовой плите вместе с подводящим газопроводом и переносным запальником.
Для направления вторичного воздуха к факелу (рис. 18) каждая горелка устанавливается внутри трубы большего диаметра.
Пт0пЦЧНЫЙ воздух подается через кольцевой зазор между смесите - еМ горелки и трубой. Со стороны фронтовой плиты размещен ре - "гу пятор вторичного воздуха, при помощи которого можно регули - ГрБать его подачу. На расстоянии примерно 500 мм от выходного насадка горелок делается горка из шамотного кирпича, способствующая стабилизации горения и дожиганию продуктов неполного сгорания. Горелки работают устойчиво при давлении природного газа 10—180 мм вод. ст. и сжиженного газа 20—400 мм вод. ст. 'Тепловая нагрузка горелок при номинальном давлении колеблется зависимости от количества горелок в блоке от 16000 до 000 ккал/ч. Технические характеристики горелок приведены
Табл. 9.
|
Таблица 9 Горелки для тепловых агрегатов предприятий общественного питания (рис. 18)
|
|
Примечание. В числителе указаны диаметры сопел для природного газа, 8 знаменателе — для сжиженного. |
Для отопления больших помещений и цехов, предприятий общественного питания, рабочих мест на открытых и полузакрытых СтРоительно-монтажных площадках, просушки стен после штука - тУРки и побелки и т. д. применяются горелки инфракрасного излучения.
Основное отличие горелок инфракрасного излучения от факельных горелок заключается в том, что они большую часть выделяемого тепла передают излучением. Сгорание газа у них происходит на поверхности керамического насадка без видимого факела. Изучающая поверхность горелок может иметь любые форму и раз - МеРы б зависимости от требуемой тепловой нагрузки и объекта Применения.
|
Ста насадка, причем температура излучающеи поверхности состав Ляет 700—900° С. А-А |
|
Та |
|
Рис. 19. Горелка инфракрасного излучения ГИИ-3 ГипроНИИГаза. |
|
|
/ — рефлектор, 2 — излучающий насадок; 3 — газовый коллектор; 4 — распределительная коробка; 5 — инжектор; 6 — сопло |
|
1,5 мм. Плитки имеют следующий состав, %: часовъярская глина 45, каолин — 25, окись хрома — 5 и тальк на специальной замазке. |
|
Защиты от ветра и осадков горелки оборудованы специаль |
|
Ляются длинные желтые языки. Горелки снабжены специальным устройством для зажигания То*м к°жухом и рефлектором. В рефлекторе имеются прорези, ко - Для этого используется обычная автомобильная свеча, которая лп е С0единяют пространство над плитками г инжрктппнпй пг>- монтируется в рефлекторе на изоляторе. При зажигании горелК' СТью. Порывы ветра, таким образ> |
|
Плитками с инжекторной по - азом, создают одинаковое давле- |
|
Рассмотрим ряд горелок, разработанных в ГипроНИИГа„ свечу подается электрический ток и газовоздушная смесь воспла- Газ, выходя из сопла, инжектирует весь необходимый для горени Газовые инфракрасные горелки изготовляются также с метал- ------------------ „------------------ Ветроустойчивая горелка ГК-23 предназначена для установки /1а открытых площадках. Она работает устойчиво при скорости Основные характеристики горелок ГипроНИИГаза, выпускае- Конструкции инфракрасных горелок разрабатывает СКВ Газ Горелка инфракрасного излучения КГ-3 рассчитана на номи- Горелка монтируется стационарно (одиночно или группами) на Газовые ветроустойчивые горелки инфракрасного излучения |
|
Незначительные отклонения избытка воздуха от указанных зна НЬ1х контактной сваркой. В сборе корпус образует две полости: чений резко ухудшают условия работы горелок. Действительно! азовоздушный смеситель и распределительную камеру. В корпусе при увеличении количества первичного воздуха падает темпера 'Становлена крестовина, в которую вворачиваются газовое сопло тура насадка и понижается излучательная способность горелкй и ШтУЦер для присоединения газопроводящего шланга. Излуча - При уменьшении количества первичного воздуха возникает необ *ель из 10 плиток установлен в специальной рамке, которая соеди - ходимость во вторичном воздухе, доступ которого к горелке за ена с корпусом. Над излучателем установлена с помощью двух трудней, поэтому фронт пламени становится сплошным и появ амок жаропрочная металлическая сетка. |
|
Лов, расположенных на открытых площадках, которые подвержены 25. Собираются плитк' ЕозДействию ветра. Корпус горелок состоит из двух штампованных деталей, сварен- |
|
Для |
|
О О О Со СГ О О |
|
О ■& СО О т-« .со |
|
О о СО О со |
|
О о со о - « |
|
|||
|
|||
|
|||
|
|
||
|
|||
|
|
||
|
|||
|
|||
|
|||
|
|||
|
|
||
|
|
||
|
|||
|
|||
|
|||
 |
|||
|
Ние в обеих полостях и не влияют на инжекцию воздуха, т. е. не вызывают падения коэффициента избытка воздуха, что наблюдается при работе обычных горелок ГИИ на ветру.
|
|
|
|
Для крепления горелки к различным конструкциям служит кронштейн. В табл. 11 приведены основные характеристики горелок ГИИВ-1 и ГИИВ-2.
Таблица 11
|
Горелки инфракрасного излучения типа «Звездочка», ГИИВ-1, ГИИВ-2 и «Марс»
|
|
Технические данные |
„Звездочка“ |
ГИИВ-1 |
Г И ИВ-2 |
„Марс“ |
|
Диаметр газового сопла, мм....................................... |
1,6/1,05 |
1,7/1,1 |
2,4/1,6 |
_ |
|
Скорость ветра, м/сек, при которой гарантируется работа горелки: при максимальной нагрузке. . . |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
|
|
При минимальнои нагрузке |
— |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
|
Количество керамических плиток. . . |
10 |
10 |
20 |
36 |
|
Размеры горелки, мм. . |
230X175X120 |
357 x260x120 |
550 x 260x120 |
648x313x149 |
|
Масса, кг............................ |
1,0 |
3,2 |
4,7 |
6,25 |
|
Примечания. 1. В числителе приведены данные для природного газа, в знаменателе—-для сжиженного газа. 2. Размеры керамической плитки 65Х Х45Х12 мм, отверстия 0 1 мм. 3. Температура поверхности керамики для всех горелок при максимальной нагрузке 900—920° С. |
Газовая блочная горелка инфракрасного излучения ГИИБЛ по своей конструкции и характеристикам аналогична горелке ГИИВ-1 Она позволяет компоновать панели (блоки) инфракрасного излучения различных форм и размеров. Это особенно необходимо для сушки изделий с большими поверхностями (например, гипсоцс ментные панели и др.). В последнее время СКВ Газприборавтома тика разработана горелка инфракрасного излучения типа «Звездочка» для отопления закрытых вентилируемых помещений с высотой потолка до 3,5 м. Горелка работает на природном и сжижен ном газах. Характеристики горелки приведены в табл. 11. Там же приведены данные о горелке «Марс», имеющий повышенную тепловую нагрузку.
