Газовые горелки

Газовые горелкипродолжение1

Исследование этих горелок показало, что они работают устой­чиво и экономично при давлении газа от 20 до 600 мм вод. ст. Потери тепла от химической неполноты сгорания отсутствуют при коэффициенте избытка воздуха на выходе из горелки аг= 1,03 :- 1,05 и теплонапряжении топочного объема 300-103 ккал/(м3-ч).

Длина факела этих горелок не превышает 1 —1,2 м. При этом наиболее быстрое выгорание происходит при скоростях выхода газа из отверстий 45—50 м/сек и шг/шв=11-М2,5. В этом режиме длина факела составляет всего 0,8 м.

Работа этих горелок исследовалась на промышленных котлах. В период испытаний производительность агрегата изменялась от 40 до 140% от номинальной, при этом потери тепла от химической неполноты сгорания отсутствовали, а к. п. д. котла составлял от 85,5 до 90 %.

При переходе на жидкое топливо в центре горелки устанав­ливается мазутная форсунка с паровым или механическим распы­лом, а газовый коллектор закрывается защитным устройством. Языковый шибер используется при работе на мазуте для разру­шения крутки, что предотвращает зажигание мазута в начальной части амбразуры. Разработано три типоразмера этой горелки (табл. 42).

Турбулентные горелки иногда выполняются с двумя газорас­пределительными камерами. Корпус двухкамерной турбулентной

Горелки выполняется из двух стальных труб, расположенных кон центрично. Во внутреннюю трубу вставляется в период растопки котла запальник, а во время работы горелки труба закрывается донышком.

Газ подводится к двум самостоятельным кольцевым камерам. Передняя газовая камера (со стороны топки) имеет на своей по­верхности два ряда газовыпускных отверстий, а у второй газовой камеры отверстия расположены в три ряда. Газ из этих отверстий выходит со скоростью 25—35 м/сек в закрученный поток воздуха

И, смешиваясь с ним, направляется в топку. Испытания горелки, проведенные Промэнергогазом, показали, что она работает вполне удовлетворительно; при избытке воздуха на выходе из горелки аг= 1,03-г-1,05 потери тепла от химической неполноты сгорания отсутствуют.

На рис. 52 показана щелевая горелка с принудительной пода­чей воздуха. Горелочное устройство состоит из стального корпуса, коллекторов с газовыми соплами, общего газового коллектора, керамического блока из огнеупорного кирпича и устройства для подвода воздуха. Горелка рассчитана на принудительную подач> воздуха от вентилятора низкого давления. При нагрузках ниже 50% от номинальной и наличии разрежения в топке агрегата она может работать и без принудительной подачи воздуха. Минималь­ное давление газа 500 мм вод. ст., диапазон устойчивой работы

1 :3. Укргипроинжпроектом разработано три типоразмера этих горелок. Их характеристики приведены в табл. 43.

Таблица 43

Для перехода с твердого топлива на газовое и обратно без де­монтажа горелочных устройств Ленгипроинжпроектом разрабо­тана конструкция вертикально-щелевой горелки. Такие горелки устанавливаются на боковых стенках топки котлов ДКВ и ДКВР при сохранении располагаемого с фронта топочного устройства ПМЗ-ЦКТИ для сжигания твердого топлива.

Вертикально-щелевая горелка (рис. 53) состоит из металличе­ского короба, в котором вмонтированы две газораспределитель­ные трубы диаметром 40—60 мм. На каждой трубе расположен один ряд газовыходных отверстий под углом 45° к оси горелки. Газ, выходя из отверстий, смешивается с воздухом, поступающим от вентилятора в воздушный короб горелки. Затем газовоздушная смесь поступает в щель глубиной 250 и шириной 80 мм, прорезан­ную в обмуровке. Высота щели изменяется в зависимости от про­изводительности горелки.

Испытания работы вертикально-щелевых горелок, проведенные на котле ДКВР-2,5, показали, что горелки работают устойчиво при изменении давления газа от 200 до 3500 мм вод. ст., что соот­ветствует диапазону устойчивой работы 1 :4. Полное сжигание газа достигается при коэффициенте избытка воздуха на выходе из горелки ат= 1,05 -=-1,1.

Разработано четыре типоразмера вертикально-щелевых горелок для установки на котлах производительностью от 2,5 до 10 т/ч. На котел устанавливается четыре горелки, по две на каждой бо-

/ __ воздушный короб; 2 — смотровое окно; 3 — отверстие для зажигания; 4 — газоподво­дящая труба; 5 — газовые коллекторы с от­верстиями

Ковой стенке топки. Характеристика горелок помещена в табл. 44, а в табл. 45 приведены результаты испытаний этих горелок на котле ДКВР-10-13.

Таблица 44

Вертикально-щелевые горелки (рис. 53)

Вертикально-щелевая горелка на котле ДКВР-10-13

Конструкция газомазутной горелки типа ГМ-Н с малой тепло­вой нагрузкой показана на рис. 54. Выпускается пять модифика­ций горелки. Их производительность по газу колеблется от 10 до 70 м3/ч при давлении 130 мм вод. ст. Давление мазута поддержи­вается 0,2 кгс/см2, а расход изменяется от 8 до 48 кг/ч. Горелки требуют довольно высокого давления воздуха — 300—500 мм вод. ст., что следует отнести к их недостаткам.

Мазутная форсунка представляет трубку с сужающимся кон­цом. Распыл мазута осуществляется воздухом. Горелка может

Работать на холодном и подогретом воздухе. Основные техниче­ские данные газомазутных горелок типа ГМ-Н приведены в табл. 46.

Газомазутные горелки типа ФГМ конструкции Гипронефтемаша предназначаются как для одновременного, так и для раздельного сжигания жидкого и газового топлива в камерных топках про­мышленных печей и котлов. Горелка ФГМ-120 изготовляется с ре­гистром атмосферного воздуха, а ФГМ-95 и ФГМ-75 — без него.

Горелка (рис. 55) состоит из трех конструктивных частей: газо­вой, жидкостной и воздушной. Газовая часть состоит из газового коллектора, представляющего кольцо со штуцером для подвода газа, и восьми трубок для его раздачи. Жидкостная часть состоит из паромазутной головки, мазутной головки, внутренней трубы, заканчивающейся соплом, и наружной трубы, заканчивающейся

Диффузором. Подача мазута регулируется шпинделем путем пере­мещения его вдоль оси мазутной головки. Для плавной подачи мазута на конце шпинделя сделана специальная выемка треуголь­ного сечения, которая благодаря конусности обеспечивает умень­шение или увеличение расхода мазута.

Воздушная часть горелки состоит из корпуса, завихрителя, за­слонки и шибера. Воздух подается от вентилятора в корпус с дав­лением 200—300 мм вод. ст. Часть воздуха проходит через за - вихритель, подхватывая мазутную струю, выходящую через диф­фузор. Остальная часть воздуха поступает в горелочную амбра­зуру мимо завихрителя через отверстия корпуса.

Подача первичного воздуха через завихритель регулируется заслонкой, которая передвигается по наружной трубе при по­мощи рукоятки. У горелки ФГМ-120, кроме того, име­ется регистр атмосферного

Воздуха.

На газе горелки могут работать как с принудитель­ной подачей воздуха, так и за счет естественного по­ступления его в топку. По­дача воздуха регулируется

С помощью шибера.

Распыливание жидкого топлива и закручивание по­тока газа производится хо­лодным или подогретым воз­духом. При работе на подо­гретом воздухе производи­тельность горелки снижается на 20—25%. В случае необходимости (при остановке вентилятора) предусмотрен паровой распыл топ­лива. При этом давление пара составляет от 3 до 10 кгс/см2, а его

Удельный расход — 0,45 кг пара на 1 кг топлива. Технические ха­рактеристики горелок ФГМ приведены в табл. 47.

Давление мазута у горелок ФГМ поддерживается в пределах ■),3—3,0 кгс/см2, а давление газа — 100—1000 мм вод. ст. Темпе­ратура мазута в зависимости от марки поддерживается от 40 до 120, газа — от 0 до 80, а воздуха —до 250° С.

Горелки работают бесшумно. На рис. 56 приведена зависимость длины факела от производительности горелки. Исследования про-

Водились на крекинг-газе (С2Н=13 000 ккал/м3) и мазуте. При на­греве воздуха до 200° С факел укорачивается примерно на 0,5 м. Горелки зажигаются запальником, вводимым через окно шибера. Для наблюдения за факелом на шибере имеются два смотровых окна.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом металлур­гической теплотехники (ВНИИМТ) разработана нормаль на длин­нопламенные горелки для печных агрегатов, состоящая из 10 ти-

Поразмеров (табл. 48). Работа горелок (рис. 57) характеризуется большой дальнобойностью и малым углом раскрытия факела. При избытке воздуха а=1,05 горение завершается на длине 16—18 ка­либров. Горелки имеют малое сопротивление по газовому и воз­душному тракту, устойчиво работают в диапазоне нагрузок 10— 150% от номинальной.

В этом же институте разработана нормаль на горелки с регу­лируемой длиной факела, состоящая из 10 типоразмеров (табл. 49). Конструкция горелок (рис. 58) позволяет в широких пределах из­менять характеристики факела за счет улучшения или ухудшения смешения. В кольцевом проходе для воздуха расположены пово­ротные лопатки, с помощью которых изменяется крутка воздуш - н°го потока. При отсутствии закручивания (<р=0°) горелки дают

113

Такой же факел, как и длиннопламенные. При максимальном повороте закручивающих лопаток (ср = 60°) процесс горения закан­чивается практически на длине 3—5 калибров горелки.

Подробные исследования двух описанных выше конструкций горелок, а также инжекционной Стальпроекта и двухпроводной ГНП были проведены во ВНИИМТ под руководством А. В. Арсе - ева. В процессе исследований изучались аэродинамические и теп­лообменные характеристики горелок, а также снимались эксплуа­тационные показатели (табл. 50).

Таблица 50

Характеристика различных горелок производительностью 200 м3/ч

Горелки

Показатели

Необходимое давление, мм вод. ст газа. . . . .

Воздуха............................

Коэффициент избытка воздуха

Средняя скорость выхода газовоз душной смеси, м/сек:

Из горелки. .

Из туннеля.

Длина факела (<7э=0,01%), м.

Тепловое напряжение камеры, тыс ккал/м3

Теплоотдача от факела на длине м, %.

Температура в конце камеры, °С.

Уровень громкости шума, дб

Размеры, мм:

Диаметр....

Длина....

Масса, кг...