Газовые горелки

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ

Устойчивость пламени в большинстве промышленных горелок достигается применением специальных стабилизаторов, которые имеют различное конструктивное исполнение.

Предотвращение проскока пламени достигается увеличением скорости выхода газовоздушной смеси из насадка горелки и отво­дом тепла от него. Конструктивно это решается сужением

Насадка на выходе и установ­кой теплоотводящих пластин, ребер, решеток с большим чис­лом мелких отверстий, а также воздушным и водяным охлаж­дением насадка.

Для стабилизации пламени необходимо создать у устья го­релки условия для надежного воспламенения газовоздушной смеси. Это достигается приме­нением различных конструкций стабилизаторов: керамических горок и туннелей, зажигатель-

Рис. 6. Схема керамического туннеля. НЫХ ПОЯСОВ, Т€Л ПЛОХО обтеКае-

Мой формы.

Керамическая горка в качестве стабилизатора горения приме­няется в тех случаях, когда толщина фронтовой кладки агрегата не позволяет разместить в ней керамический туннель. Струя газовоз­душной смеси направляется на горку, которая раскаляется и ин­тенсивно излучает тепло, что обеспечивает надежную стабилизацию пламени.

Особое внимание следует обращать на расположение керами­ческой горки. Практика эксплуатации показывает, что часто горка находится или слишком близко от устья горелки, создавая удар струи и сильный нагрев насадка, или слишком далеко от устья горелки и поэтому не прогревается во время розжига.

В промышленных установках часто применяют керамические туннели. Стабилизация пламени в керамическом туннеле (рис. 6) осуществляется следующим образом. Струя газовоздушной смеси, выходя из насадка горелки в туннель, расширяется, так как диа­метр туннеля выполняется обычно равным 2,5 диаметрам насадка (0=2,5с1). В головной части туннеля между его стенками и струей образуются вихревые зоны, в которых создается разрежение. Это вызывает рециркуляцию продуктов горения. Раскаленные стенки туннеля служат источником излучения, тем самым сохраняя и даже несколько повышая температуру продуктов горения. Непрерывная подача к корню факела раскаленных продуктов горения обеспечи­вает устойчивое зажигание вытекающей из горелки холодной газо- воздушной смеси.

Керамический туннель является надежным стабилизатором го­рения, однако он требует тщательного изготовления и периодиче­ского ремонта. Практика эксплуатации туннелей на предприятиях показывает, что они нуждаются в ремонте после 1,5—2 месяцев работы. Для ремонта туннеля необходима остановка агрегата на несколько дней. По действующим нормам предусматривается оста - овка котла 3—4 раза в год для проведения текущего ремонта.

Необходимость ремонта туннеля вынуждает делать лишние оста­новки котла.

Для ликвидации указанных выше недостатков керамических туннелей, устанавливаемых с инжекционными горелками среднего давления, Ленгипроинжпроект разработал кольцевые стабилиза­торы к этим горелкам (рис. 7).

Принцип работы кольцевых стабилизаторов заключается в сле­дующем: часть газовоздушной смеси в насадке горелки через от­верстия малого диаметра попадает в кольцевой зазор между на­садком и стабилизатором. Площадь поперечного сечения кольце­вого зазора значительно больше суммарной площади отверстий. В результате газовоздушная смесь, попадая в кольцевой зазор, имеет малую скорость и образует устойчиво горящее кольцо газа, поджигающее основной факел. Испытания инжекционных горелок с кольцевыми стабилизаторами показали, что при избыточном дав­лении газа до 1,5 кгс/см2 отрыва пламени от устья горелки не бывает.

В Мосгазпроекте создана оригинальная конструкция пластин­чатого стабилизатора (инж. Ф. Ф. Казанцев) для инжекционных гоРелок среднего давления ИГК (рис. 8). Конструкция совмещает в себе устройство, предотвращающее отрыв и проскок пламени.

Табилизатор представляет собой стальные пластины, собранные в пакет на двух стержнях. Между пластинами остаются щели

Ч S

"в 1,5 мм, через которые проходит газовоздушная смесь. Пакет пла­стин вставляется в обойму, являющуюся насадком горелки, и за­крепляется третьим стержнем.

Наличие узких щелей, которые интенсивно охлаждаются пото­ком газовоздушной смеси, не допускает проскока пламени внутрь горелки. С другой стороны, расположенные поперек потока скреп­ляющие стержни вызывают образование за ними вихревых токов горячих продуктов сгорания, обеспечивающих надежное поджига­ние исходной газовоздушной смеси.

Для предотвращения проскока пламени часто насадок горелки охлаждается водой, воздухом или газом. При охлаждении умень­шается скорость распространения пламени в газовоздушной смеси и тем самым уменьшается вероятность проскока пламени в смеси­тельную часть горелки. Имеются и другие способы стабилизации факела, но они применяются только в специальных устройствах и здесь не рассматриваются.