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

Таблица 42 Турбулентные газомазутные горелки Ленгипроинжпроекта (рис. 51) Показатели • Типоразмер I II III Тепловая нагрузка горелкн, млн. ккал/ч. . 1,530 1,920 2,525 Номинальное давление воздуха, мм вод. ст. Расход газа при номинальном давлении, 20 35 55 М3/ч………………………………………………………….. Расход мазута (<2Р = 9420 ккал/кг) при но­ 180 225 300 Минальном давлении, кг/ч. … 162 204 268 Количество отверстий в ряду… . . 39 49 66 Шаг между отверстиями, мм. . Диаметр амбразуры, мм: На входе………………………………… На выходе……………………… Размер фронтовой плиты, мм… 33,1/31,9 26,3/25,4 415 600 660X 700 19,5/18,9

Примечания. 1. Номинальное давление газа 200 мм вод. ст. 2. Диаметр газовыходных отверстий 5 мм. Значения в числителе относятся к 1-му ряду отверстий, в знаменателе — ко 2-му.

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

Щелевая горелка с принудительной подачей воздуха (рис. 52) Показатели Типоразмер ГДЩ-С-100 ГДЩ-С-150 ГДЩ-С-250 Номинальная тепловая нагрузка, тыс. ккал/ч, при давлении рг=3000 мм вод. ст. 850 1275 2125 Номинальный расход газа, м3/ч 100 150 250 Номинальное давление воздуха, мм вод. ст., при Ог =1,1……………………………………………………………… 25 40 40 Диаметр сопла, мм. 3,0 3,5 3,5 Количество сопел 21 24 40 Диаметр подводящего газопровода, дюймы 2 2*/2 2‘/г Размеры керамического блока, мм…. 280×330 250×385 385,- 425 Размеры подводящего воздухопровода, мм 314X330 480 x 330 415×435 lacca горелки, кг……. . 26,0 29,5 37,2

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-

Рис. 53. Вертикалъио-щелевая горелка с при­нудительной подачей воздуха.

/ __ 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)

Показатели		Типоразмер
I	II	III	IV
Номинальная тепловая нагрузка		980	1275	1910
(рг=1500 мм вод. ст.), тыс. ккал/ч	765
Номинальный расход газа (<2н=			150
=8500 ккал/м3), м3/ч…………………………..	90	115	225
Расход воздуха, м3/ч (номинальное	900	1150	1500	2250
Давление воздуха 25 мм вод. ст.)
Диаметр газовыходных отверстий, мм	1,8	2,0	2,1	2,2
Количество газовыходных отверстий	42	42	48	70
На одной трубе, шт. . . .
Высота огнеупорной щели, мм. . .	600	600	700	1000
Размеры выступающего воздушного	200X^50	200X250	200×250	250X350
Короба, мм………
Высота воздушного короба, мм. .	920	920	1020	1340

Таблица 45

Вертикально-щелевая горелка на котле ДКВР-10-13

Показатели	Производительность котла, % от но­минальной
30	55	70	90	110
Расход газа на котел, м3/ч….	2Є0	485	620	790	980
Давление газа перед горелкой,					1970
Мм вод. ст…………………………………	140	490	760	760
Давление воздуха перед горелкой,					19,0
Мм вод. ст…………………………………	1,5	5,0	8,0	13,0
Коэффициент избытка воздуха за					1,13
Котлом……………………………………	1,69	1,16	1,22	1,10
Температура уходящих газов, °С. .	156	193	212	236	266
Потери тепла, %:
С уходящими газами….	9,0	7,7	8,5	9,5	10,8
От химической неполноты сго­					0
Рания……………………………………	0	0	0	0
В окружающую среду….	3,3	1,8	1,4	1,0	1,0
К. п. д. котла, % ………………………	87,7	90,5	90,1	89,5	88,2 107

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

А-5 Рис. 54. Газомазутная горелка типа ГМ-Н.

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

Типоразмер Газомазутная горелка типа ГМ-Н (рис. 54) Показатели ГМ-Н-12 ГМ-Н-17 ГМ-Н-30 ГМ-Н-45 ГМ-Н-70 Номинальная тепловая на­грузка, тыс. ккал/ч . . . 93 144 255 382 595 Номинальный расход: Газа, м3/ч…………………… 12 17 30 45 70 Мазута, кг/ч…. 8 12 20 32 48 Воздуха, м3/ч. . . 120 170 300 450 700 Размеры: £>с, дюймы. . . 1 »‘/4 1 »/* 2 2 */* ^1, мм………………………. 3 3 4 4 5 £>1, мм … 140 160 190 210 240 А, мм……………………….. 58 70 75 95 110 Б, мм…. 205 235 261 303 353 В, мм Ч…………………….. 255 285 365 460 555 Масса, кг. ………………………….. 6,5 9,0 15,0 22,0 40,0

500 Рис. 55. Газомазутиая горелка типа ФГМ-95. / — корпус горелки; 2 — корпус форсунки; 3 — паромазутная головка; 4 — внутренняя труба, 5 — мазутная головка; 6 — шпиндель; 7 — воздушная заслонка; в — завихритель; 9 — газо­вый коллектор; 10 — шибер.

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.

Горелки ФГМ Гипронефтемаша (рис. 55) Тип Расход Расход воздуха, м3/ч Общая Длина, Мм Масса, Кг Жидкого топлива, кг/ч (С? р=10 000 ккал/кг) Газа, м3/ч ((?» = =13000 ккал/м3) Через Завихри­ Тель Общий ФГМ-75 50-75 60 310-575 515—960 570 56 ФГМ-95 75-120 100 575-925 960—1540 570 57 ФГМ-120 120-200 150 925—1540 1540—2570 665 67

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.

Рис. 56. Длина факела горелки ФГМ-В5 в зави­симости от производительности. I — холодный воздух: 2 — воздух, подогретый до 200° С.

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-

Длиннопламенная горелка ВНИИМТ-Д (рис. 57)

Примечание. При нагреве воздуха до 300°С номинальное давление газа 60, а воздуха — 40 мм вод. ст.

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-

Рис. 58. Горелка типа ВНИИМТ-Р с регулируемой длиной факела.

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

Е* О К СО Го А: Е Е «=: ГО о 5 со 11 £3

Горелка с регулируемой длиной факела ВНИИМТ-Р (рис. 58)

8 Ю

А Ко «3 К

Примечание. При нагреве воздуха до 300° С его поминальное давление повышается до 200 мм иод. ст.

ГО Л О С Я

СГ5 10 О —’ СО —•

О ю *—< I’-» См со

О О О См

Ю Со Со

О

О О

О 00

Ь — о Тг — —- о

О О О

0 — 0 Г — см — со

8 Ш Ас II И СУ

К з; О-со С Е

О

>,10 «Я.

БД

О

О> 13600 1600 16000 1 966 275 700 135 495 2660 8 а О О СО СМ Ю О 8 Оо О О Со СО О 1"~ —< Оо —’ См Со См Со Тр См 8 8 О Сч Г— См Ю О О О О Со См См Со оо со О Со Со См Ю Со О См О о О См Оо Оо Ю Ю СО СО СО О ТГ »о О СО СО Ю Ю Тг Сч

—’ см

О СО

О О О Т*

Оэ Ю СО

Со ■*« См

О о Со оо —< см См

8 8 Г — см

|_

О о СП» тр О —

ГО «=2

Р" Со Е

Е *3

О)

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

Д-8	Р-3
В-205	ГНП-8

9000 0 1,03 20,7 25 0,8 24300 75 1290 100 205 2130 312

400 400 1.05 51,2 98 1.6 1800 41 1550 90 130 440 47

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…

30	30
20	100
1,1	1,1
7,1	7,1
15	2,2
4,2	4,0
230	240
60	18,5
1430	1445

Низкий

335 1200 123

335 1140 136