ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ КОТЕЛЬНЫХ

ГАЗОМАЗУТНЫЕ ГОРЕЛКИ

В настоящее время на водотрубных котлах (ДЕ, ДКВР) и водогрейных агрегатах (КВ-ГМ) устанав­ливаются газомазутные горелки различных конструкций, удовлетворяющие требованиям экономичной и безопасной эксплуатации. Главным при этом является обеспечение примерно равного качества сжи­гания и длины факела на обоих видах топлива (природном газе и мазуте).

Газомазутные горелки представляют собой комплекс из газовой горелки и мазутной форсунки и в зависимости от конструкции предназначены для раздельного или совместного сжигания газового и

Жидкого топлива. Для установки горелки во фронтовой стенке (обмуровке) котла выполняют амбразу­ру.

В теплогенераторах ДКВР наибольшее распространение получили короткофакельные газомазутные горелки ГМГ и их модернизированный вариант ГМГм, установка которых показана на рис. П21, а ос­новные характеристики которых приведены в [12, табл. 7.52 ].

Горелка ГМГм отличается от ГМГ устройством газового насадка, имеющего два ряда газовыпу­скных отверстий, направленных под углом 90° друг к другу, которые закручивают поток первичного и

Вторичного воздуха, что обеспечивает снижение коэффициента избытка воздуха до 1,05, повышение КПД котла на 1 %, а также улучшает его эксплуатационные показатели.

Площадь сечения трубопровода вторичного воздуха должна быть в 1,5.2 раза больше площади се­чения патрубка первичного воздуха горелки. При установке на котле нескольких горелок их производи­тельность регулируют изменением тепловой мощности всех горелок одновременно, так как включение или отключение части горелок приводит к их перегреву и выходу из строя оставшихся в работе. Регу­лирование тепловой мощности производится изменением расхода топлива и количеством соответствен­но вторичного воздуха (шибер первичного воздуха открыт полностью).

Устройство горелки ГМГм представлено на рис. П22, а. Газомазутная горелка ГМГм состоит из га­зовоздушной части 1, паро-механической форсунки 6, лопаточных завихрителей первичного 5 и вто­ричного 2 воздуха, монтажной плиты 3 со стаканом 7 для установки запально-защитного устройства и заглушки для закрывания форсуночного канала при снятии форсунки. Закрутка воздуха в горелке обои­ми регистрами производится в одну сторону (правого или левого вращения в зависимости от компонов­ки завихрителя). В качестве стабилизатора пламени используется конический керамический туннель 4.

Зажигание горелки производят при закрытых воздушных шиберах: плавно открывают запорное устройство на газопроводе, после воспламенения газа - шибер первичного воздуха, а затем с помощью шибера вторичного воздуха и регулирующего устройства на газопроводе устанавливают заданный ре­жим. Во избежание отрыва факела при пуске тепловая мощность горелки не должна превышать 25.50 % от номинальной мощности, а давление газа должно быть больше давления вторичного воздуха. При работе горелки на газе мазутную форсунку удаляют из топки, а торцевое отверстие канала закрывают заглушкой.

Устройство мазутной форсунки ГМГм представлено на рис. П22, б. Мазут под давлением 1,25.2 МПа по внутренней трубе форсунки подводится к распыливающей головке, где последовательно уста­новлены: шайба распределительная 8 с отверстиями (от одного до двенадцати), а также завихрители - топливный 9 и паровой 10, имеющие по три тангенциальных канала. Шайба и завихрители крепятся с помощью накидной гайки 11. Мазут проходит через отверстия распределительной шайбы, далее по тан­генциальным каналам попадает в камеру завихрения и, выходя через сопловое отверстие, распыливает - ся за счет центробежных сил. При снижении тепловой мощности до 70 % от номинальной по наружной трубе форсунки подается пар, который через каналы накидной гайки проходит к каналам парового за - вихрителя и, выходя закрученным потоком, участвует в процессе распыливания мазута.

При переходе с газового топлива на жидкое (мазут) в форсунку предварительно подают пар, затем мазут под давлением 0,2.0,5 МПа. После его воспламенения отключают газ и регулируют режим. Для перехода с жидкого топлива на газовое снижают давление мазута до 0,2.0,5 МПа и постепенно подают газ. После воспламенения газа прекращают подачу мазута и устанавливают заданный режим.

Перед розжигом горелки на мазуте следует проверить положение мазутной форсунки и продуть ее паром. Первоначально розжиг рекомендуется производить на газе или легком топливе (дизельное топ­ливо, керосин). При их отсутствии растопку производят дровами с последующим переходом на мазут. При работе горелок на мазуте в пределах 70.100 % от номинальной тепловой мощности достаточно механического распыления мазута, а на более низких нагрузках (менее 70 %) для распыления применя­ют пар под давлением 0,15.0,2 МПа. Расход пара около 0,3 кг на 1 кг мазута. Для распыления не реко­мендуется использовать пар с высокой влажностью (увеличение влажности снижает качество распыле­ния) и пар с температурой более 200 °С (возрастает опасность коксования распылителей).

Горелку ГМГм выключают плавным, пропорциональным уменьшением подачи топлива и вторич­ного воздуха. После полного прекращения подачи топлива воздух должен поступать в горелку для ох­лаждения 10.12 мин. После этого полностью закрывают шибер вторичного, а затем первичного возду­ха и вынимают форсунку из горелки для того, чтобы в топке не образовалась газовоздушная, огнеопас­ная смесь.

Уменьшение угла раскрытия туннеля, неправильная установка или засорение форсунки при сжига­нии мазута способствуют образованию кокса в туннеле, вибрации и росту сопротивления горелки по воздуху.

В котлах ДЕ устанавливают горелки ГМ или ГМП, конструкции которых одинаковы, а основные характеристики даны в [12, табл. 7.53]. На фронтовой стене каждого котла расположена одна горелка, которая крепится с помощью специального фланца. Отверстие, образующееся при снятии фланца с за - вихрителем, используется в качестве лаза.

Общий вид горелки ГМ представлен на рис. П23. Угол раскрытия амбразур для горелок ГМ - 50°, общая длина амбразуры - 250 мм, цилиндрической части - 115 мм. Горелка состоит из форсуночного узла, периферийной газовой части и однозонного (для всех горелок ГМ) воздухонаправляющего уст­ройства. В форсуночный узел входят паро-механическая (основная) форсунка 1, расположенная по оси горелки, и устройство 2, смещенное относительно оси, предусматривающее установку сменной форсун­ки, которая включается на непродолжительное время, необходимое для замены основной форсунки.

Газовая часть горелки состоит из газового кольцевого коллектора 3 прямоугольной формы (в сече­нии) с газовыпускными отверстиями и подводящей трубы. К торцу коллектора приварен кольцевой обод полукруглой формы. Внутри коллектора имеется разделительная обечайка, которая способствует более равномерному распределению газа по коллектору. Воздухонаправляющее устройство 4 представ­ляет собой лопаточный завихритель осевого типа с неподвижными профильными лопатками, установ­ленными под углом 45°. Воздух, поступающий по воздуховоду, ограниченному фронтом 5 котла и ме­таллической стенкой 6, делится на два потока: первичный направляется в воздушный короб 7 горелки, закручивается в завихрителе 4 и, смешиваясь с газом, участвует в процессе сжигания в первой половине футерованной камеры сгорания котла; вторичный воздух поступает в камеру сгорания через щель, обеспечивая полное сгорание газа.

Мазутные форсунки могут быть паро-механические или акустические. Паро-механические форсун­ки конструктивно идентичны форсункам горелок ГМГм (рис. П22). Акустические форсунки отличаются от паро-механических форсунок отсутствием парового завихрителя, который заменяется специальной втулкой.

Паро-механическая форсунка состоит из распыливающей головки, ствола и корпуса. Распыливаю - щая головка является основным узлом форсунки и состоит из парового и топливного завихрителей, рас­пределительной шайбы, прокладки, втулки и накидной гайки. Мазут проходит по внутренней трубе ствола и попадает в топливную ступень форсунки. Пар проходит по наружной трубе ствола и попадает в паровую ступень форсунки.

Все горелки ГМ оборудованы запально-защитным устройством 8 с ионизационным датчиком ЗЗУ-

4.

В водогрейных котлах КВ-ГМ-10 (-20, -30) устанавливают ротационные газомазутные горелки РГМГ, устройство которых представлено на рис. П24, а основные характеристки приведены в [12, табл. 7.51].

В теплогенераторах КВ-ГМ-10 (-20, -30) коллекторы фронтового экрана образуют квадрат, в котором размещена амбразура горелки, выполненная из пластичной хромитовой массы, нанесенной по шипам. В амбразуру (рис. П19) устанавливают ротационные газомазутные горелки РГМГ-10 (-20, -30). Горелки состоят из ротационной мазутной форсунки 11, газовой части 7, завихрителя вторичного воздуха 10, ко­роба первичного воздуха, кольца рамы 3, переднего кольца 8 и запально-защитного устройства (ЗЗУ) 5. Из комплекта ЗЗУ на трубе 6 горелки устанавливают газовый запальник и фотодатчик. Труба 6 закреп­лена на крышке 19.

Газовая часть состоит из газораздающей кольцевой камеры 7 и двух газоподводящих труб 4, соеди­ненных с приемным патрубком 1. Газораздающая камера расположена у устья горелки и имеет один ряд газовыпускных отверстий 12. Опорная труба 14 поддерживает газораздающую камеру снизу, а рамки 13 служат для центровки завихрителя вторичного воздуха. Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из воздушного короба 2, завихрителя 10, переднего кольца 8, образующего устье горел­ки и амбразуры 9. Завихритель вторичного воздуха (осевого типа с гнутыми лопатками, установленны­ми под углом 40° к оси горелки) можно перемещать вручную вдоль оси горелки по направляющим ра­мы 16 с помощью подшипников 15, тяг и рукояток. Задняя часть 17 наружного обода завихрителя слу­жит воздушным шибером.

Ротационная мазутная форсунка 11 представляет собой полый вал-ротор, на котором закреплены гайки питателя и распыливающий стакан. Распыливающий стакан - это полый цилиндр, полость кото­рого полирована, хромирована и образована двумя усеченными конусами.

В торце стакана просверлены отверстия для прохода части первичного воздуха в воздушные каналы гайки - питателя, что уменьшает возможность коксования внутренних поверхностей стакана и самой гайки. Крутящий момент от электродвигателя к валу-ротору форсунки передается клиноременной пере­дачей. Топливо в форсунку подается по консольной топливной трубке, размещенной в центральном от­верстии вала-ротора, и далее, под действием центробежных сил, через четыре радиальных канала вытека­ет на внутреннюю стенку распыливающего стакана, образуя пленку, которая движется в осевом направ­лении (в топку). Пленка топлива стекает с выходной кромки стакана, становится тонкой и затем распа­дается на капли. Для получения необходимого угла раскрытия конуса к выходной кромке стакана пода­ется первичный воздух, который способствует более тонкому распыливанию топлива.

В передней части форсунки к кожуху на резьбе крепится завихритель первичного воздуха, лопатки которого наклонены к оси форсунки на 30°, а корпус имеет окна 18 для подвода воздуха к завихрителю. Первичный воздух к форсунке подается от вентилятора высокого давления, а для регулирования его ко­личества внутри патрубка первичного воздуха установлен шибер. При сжигании мазута недопустимо нагарообразование на внутренней стенке стакана. После отключения форсунки ее выводят из воздушно­го короба и очищают внутреннюю поверхность стакана деревянным или алюминиевым ножом и про­мывают соляркой. Повышенный шум и вибрация свидетельствуют об износе подшипников, несиммет­ричности факела, смещения ротора форсунки.