ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

При переводе на газовое топливо агрегатов, имеющих слоевой способ сжигания твердого топлива, все шире используются гори­зонтальные (подовые) щелевые горелки. По своей конструкции они очень просты. На колосниковой решетке выкладывается из огне­упорного кирпича щель, в которой устанавливается труба диамет­ром 17г—21 /2". Труба заваривается с торца и на ней сверлятся два ряда отверстий диаметром 2—4 мм с углом между рядами от 90 до 180°. Отверстия располагаются обычно в шахматном порядке с шагом между ними от 5 до 10 диаметров.

Воздух, необходимый для горения, подается под колосниковую решетку либо принудительно — от вентилятора, либо естественно — за счет разрежения в топке.

Укргипроинжпроектом (быв. Укргипрогорпромгазом) разрабо­тана конструкция подовой горелки низкого давления для уста­новки в секционных котлах, сушилах и других тепловых агрегатах, работающих с разрежением в топке, для которых резервным топ­ливом служит уголь.

Горелка (рис. 29) состоит из газового коллектора с двумя ря­дами отверстий, расположенных в шахматном порядке, щели из огнеупорного кирпича, опор, перфорированного листа для равно­мерного подвода воздуха.

Для нормальной работы горелки минимальное разрежение в топке на высоте 1 м над горелкой должно составлять 1,5—

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 29. Подовая горелка низкого давления Укргипроинжпроекта. газовый коллектор; 2 — центрующий стакан; 3 — щель; 4 — опоры; 5 — колосниковое полотно (перфорированный лист),

2,0 мм вод. ст. При меньших значениях разрежения наблюдается неполное сжигание газа из-за недостатка воздуха. Коэффициент избытка воздуха в топке а= 1,25—1,35. Скорость воздуха в щели не должна превышать 2—2,5 м/сек. Минимальное давление газа перед горелкой 20, номинальное— 130 мм вод. ст. Разработаны ти­поразмеры этой горелки с расходом газа от 5 до 75 м3/ч. В табл. 18 приведены основные характеристики этих горелок.

Таблица 18

Подовые горелки низкого давления конструкции Укргипроинжпроекта (рис. 29)

Тип

Горелки

Номиналь­ная тепло­вая на — х грузка, ккал/ч

Расход газа, м3/ч, при Q„= —8500 ккал/м3

Диаметр газо­вого коллектора Dу, мм

Диаметр газо­выходных от­верстий, мм

Ширина щели А, мм

Длина щели L, мм

Площадь сече­ния для подвода воздуха, м2

Количество га­зовыходных от­верстий

ПГ-11-5

42 500

5

25

1,4

90

220

0,010

26

ПГ-Н-7

59 500

7

25

1,4

90

300

0,014

38

ПГ-Н-10

85000

10

25

1,4

90

400

0,020

52

ПГ-Н-15

127 500

15

40

1,4

110

580

0,030

76

ПГ-Н-20

170 000

20

40

1,4

110

760

0,040

100

ПГ-Н-35

297 500

35

40

1,4

110

1320

0,070

174

ПГ-Н-50

425 000

50

50

1,6

120

1720

0,100

170

ПГ-Н-75

637 500

75

50

1,6

120

2550

0,150

254

Примечание. Шаг между отверстиями для горелок ПГ-Н-5 — ПГ-Н-35— 15 мм, для горелок ПГ-Н-50 и ПГ-Н-75— 20 мм.

Для установки в топках секционных котлов и других агрегатов может применяться подовая одноколлекторная многощелевая го релка, разработанная Ленгипроинжпроектом. Она рассчитана на сжигание природного газа низкого давления. Воздух, необходимый для горения, поступает в горелку за счет разрежения в топке. Для нормальной работы горелки за котлом должно обеспечиваться раз­режение не ниже 5 мм вод. ст.

Газовый коллектор горелки выполнен из трубы диаметром ^8 мм с двумя рядами отверстий, расположенными под углом 90° относительно друг друга. Футеровка щели выполнена таким обра­зом, что сверху она перекрыта тремя рядами кирпича, образую­щими четыре щели для выхода газовоздушной смеси. В результате факел разбит на четыре отдельных факела, чем достигается сокра­щение его длины [26].

В результате испытания многощелевой горелки (табл. 19) выяв­лено, что теплотехнические показатели работы котла улучшаются

Показатели

Паропроизводительность котла, % от номинальной

60

80

100

120

Расход газа на котел, м3/ч. . ….

26

37

45

56

Давление газа перед горелкой, мм вод. ст.

27

50

71

110

Коэффициент избытка воздуха за котлом. . .

1,46

1,35

1,22

1,41

Температура уходящих газов, °С. . .

118

138

174

208

Потери тепла, %:

С уходящими газами…………………………… .

6,3

6,2

7,5

10,3

От химической неполноты горения

0

0

0,25

0

В окружающую среду… . .

11,8

8,7

7,5

5,8

К. п. д. котла, % . …………………………………………………..

81,9

85,1

84,75

83,9

Таблица 19

Многощелевая одноколлекторная подовая горелка на котле НРч-25 (результаты испытаний)

подпись: многощелевая одноколлекторная подовая горелка на котле нрч-25 (результаты испытаний)По сравнению с работой однощелевой горелки: на 3—5% повы­шается к. п. д. котла за счет снижения температуры уходящих га­зов и уменьшается оптимальный коэффициент избытка воздуха.

Многощелевая одиоколлекторная подовая горелка

подпись: многощелевая одиоколлекторная подовая горелкаРазработаны шесть типоразмеров горелки на номинальное дав­ление газа 100 мм вод. ст. Минимальное давление газа 15 мм вод. ст. В табл. 20 приведены основные характеристики этих горелок.

Номинальная

Тепловая

Нагрузка,

Ккал/ч

Расход газа, м3/ч, прн QH= =8500 ккал/м3

Диаметр

Газовыходных

Отверстий,

Мм

Шаг между отверстия­ми, мм

Количество

Газовыходных

Отверстий

264 000

31

2,0

16

85

374000

44

2,2

19

98

580000

68

2,2

16

166

655 000

77

2,2

17

186

730000

86

2.2

17

208

810000

95

2,2

18

23Q

Таблица 20

Укргипроинжпроект разработал конструкцию инжекционной го­релки (рис. 30) с индивидуальными керамическими смесителями и общим туннелем, которая названа «форкамерной». Горелка уста*

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Навливается на поду топки агрегата. Конструкции горелок низкого и среднего давления одинаковы. Горелка состоит из металлической трубы с одним рядом газовыпускных отверстий (диаметр 3,0-

6,0 мм, шаг 140 мм), кирпичной огнеупорной кладки (моноблок), образующей ряд каналов-смесителей, и форкамеры (туннеля) и огнеупорного кирпича. Моноблок выполнен из стандартного кир пича, высота и длина каналов-смесителей равны соответственно 250 и 75 мм, а ширина определяется расчетом.

Моноблок выкладывается на металлической раме, к которой крепится труба горелки, имеющая специальные направляющие штыри. Воздух для горения поступает за счет инжектирующей спо собности струй газа. В каналах-смесителях происходят смешение газа с воздухом, подогрев газовоздушной смеси и зажигание н 1 выходе из канала. Из каналов смесь поступает в общий огнеупор ный туннель-форкамеру, где и происходит в основном сгорание газа.

Тепловое напряжение топочного объема может доходить на газе низкого давления до 300 и на газе среднего давления — до 400 тыс. ккал/(м3 ч). Номинальное давление газа принимается 130 для низкого и 3000 мм вод. ст. для среднего давления.

Испытания форкамерных горелок низкого и среднего давления на секционных отопительных котлах (МГ-2, НР-18, «Энергия», «Универсал»), вертикально-цилиндрических (ВГД, ММЗ, ТМЗ) и котлах типа ДКВР показали, что при таком методе переоборудо вания котлов на газ могут быть достигнуты высокие теплотехниче ские показатели.

Зажигание форкамерной горелки производится инжекционным запальником. Факел подносится к первому смесителю горелю, а в остальных смесителях газ воспламеняется от соседних струй Так как вся горелка размещена внутри агрегата, шум при работе форкамерных горелок меньше, чем при работе инжекционных, и не превышает 70 дб.

При разрежении в топке на высоте 1 м над горелкой не менее 0,5 мм вод. ст. она может работать без химического недожога при коэффициенте избытка воздуха аг= 1,10-ь 1,15. Длина факела го релки примерно 1,5—1,7 м. В табл. 21 приведены характеристики форкамерной горелки низкого давления.

Горелка среднего давления отличается только тем, что состой из одного коллектора с отверстиями для выхода газа. Ее основные характеристики приведены также в табл. 21. При разрежении в топке на высоте 1 м над горелкой не менее 1,5 мм вод. ст. она работает без химического недожога при коэффициенте избытка воздуха ссг=1,05-г-1,1.

Для установки в топках котлов и сушил предназначены подовые однотрубные и двухтрубные горелки низкого и среднего давления с принудительной подачей воздуха конструкции Укргипроинжпро — екта.

Таблица 21

Форкамерная горелка низкого и среднего давления (рис. 30)

Тип

Горелки

Номинальная теп­ловая нагрузка, тыс. ккал/ч

II *

Й’суй о м і — к ь: сх Ч С о

О О

У; — Ю

И _5_оо

ГЗ су и

Си 3 II

Диаметр газо­вого коллекто­ра £>у. мм

Диаметр газовы­ходных отвер­стий, мм

Ширина смеси­теля А, мм

Длина форкаме — ры мм

Количество г азо выходных отверстий

Площадь сече­ния для подвода воздуха, м2

ГИФ-Н-15

127,5

15

32

4,7

80

420

3

0,0225

ГИф-Н-20

170,0

20

40

4,7

80

560

4

0,0300

ГИФ-Н-35

297,5

35

50

5,5

80

700

5

0,0525

ГИФ-Н-50

425,0

50

60

5,6

100

1120

7

0,0750

ГИФ-Н-75

037,0

75

70

5,7

100

1400

10

0,1120

ГИФ-Н-100

850,0

100

80

5,8

100

1820

13

0,1500

ГИФ-С-15

127,5

15

15

3,1

70

420

3

0,0225

ГИф-С-20

170,0

20

20

3,1

70

560

4

0,0300

ГИФ-С-35

297,5

35

25

3,7

70

700

5

0,0525

ГИФ-С-50

425,0

50

32

3,7

70

980

7

0,0750

ГИФ-С-75

637,0

75

32

3,9

70

1260

9

0,1120

ГИФ-С 100

850,0

100

10

4,3

110

1400

10

0,1500

ГИф-С-150

I 275,0

150

50

4,9

110

1680

12

0,2250

ГИФ-С-200

1 700,0

200

50

5,2

110

1960

14

0,3000

ГИФ-С-250

2 125,0

250

70

5,3

110

2240

16

0,3750

Примечания. 1. Давление газа, мм вод. ст., для горелок ГИФ-Н номи­нальное— 130, минимальное — 20; для горелок ГИФ-С номинальное — 3000, ми­нимальное— 100. 2. Горелки ГИФ-Н имеют 2 коллектора, ГИФ С — один.

Подовая однотрубная горелка низкого давления состоит из трубы с отверстиями для выхода газа, опор, перфорированного ли­ста для равномерного распределения воздуха и щели из огнеупор­ного кирпича. Горелка полного предварительного смешения газа с воздухом (аг^1,0) конструктивно не отличается от ранее упомя­нутой подовой горелки (см. рис. 29), только воздух в нее подается не за счет разрежения в топке, а от вентилятора. Номинальное Давление газа 130, воздуха — 25 мм вод. ст. Горелка работает без потерь тепла от химической неполноты сгорания при коэффициенте избытка воздуха в топке а = 1,15 -4- 1,25. Минимальное давление газа 10 мм вод. ст., диапазон устойчивой работы горелки 1 :3,5.

65

подпись: 65Аналогичную конструкцию имеет и горелка среднего давления. Номинальное давление газа 3000, воздуха — 25 мм вод. ст. При ко­эффициенте избытка воздуха а= 1,15-ь 1,25 обеспечивается полное

А. с. Иссерлин

Сжигание газа в топке. Минимальное давление газа 100 мм вод. ст., диапазон устойчивой работы 1 : 5,5.

Основные технические характеристики описанных выше горелок приведены в табл. 22

Таблица 22

Подовые однотрубные горелки низкого и среднего давления с принудительной подачей воздуха

,Тип

Горелки

Номинальная тепловая нагруз­ка, тыс. ккал/ч

И *

Г* ® г-Г сЗГу 5 СО ^ л

Сз

И К а о*

«СО

О о X

О ^со

^ со" II

А 5зЛ

Диаметр трубы горелки, мм

Диаметр газо­вых отверстий, мм

Количество

Газовыходных

Отверстий

Длина щели, мм

Ширина щели, мм

ПГОД-Н-15

127

15

32

1,5

66

510

90

ПГСЩ-Н-20

170

20

40

1,5

88

680

100

ПГОД-Н-35

297

35

50

1,8

106

810

110

ПГОД-Н-50

425

50

50

1,8

136

1030

110

ПГОД Н-75

637

75

80

2,2

144

1100

130

ПГОД-Н-ЮО

850

100

80

2,2

194

1470

130

ПГОД-С-50

425

50

50

1,50

46

480

100

ПГОД-С-75

637

75

50

1,55

68

700

100

ПГОД-С-100

850

100

50

1,60

80

820

100

ПГОД-С-150

1275

150

50

1,70

106

1080

100

ПГОД-С-200

1700

200

70

1,80

126

1280

120

ПГОД-С-250

2125

250

70

2,00

128

1300

120

ПГОД-С-ЗОО

2550

300

70

2,00

154

1560

120

ПГОД-С-500

4250

500

70

2,20

210

2120

120

Двухтрубная подовая горелка низкого давления (рис. 31) со — стоит из двух труб с отверстиями для выхода газа, расположен­ными под углом 45°, опорной рамы с перфорированным листом для равномерного распределения воздуха и щели из огнеупорного кир пича. Горелка обеспечивает хорошее смешение газа с воздухом. Номинальное давление газа 130, воздуха — 50 мм вод. ст. Мини мальное давление газа 20 мм вод. ст. Коэффициент избытка воз­духа в топке а=1,15. Характеристики горелки помещены в табл. 23.

Двухтрубная подовая горелка среднего давления с принудитель­ной подачей воздуха не отличается конструктивно от горелки низкого давления. Номинальное давление газа 3000, воздуха — 50 мм вод. ст. Минимальное давление газа 100 мм вод. ст. В табл. 22 приведены технические характеристики этой горелки.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

“*1?

Коллектор с отверстиями для выхода газа; 2 — перфорированный лист; 3 — опорная рама: 4 — щель в кладке из огнеупорного кирпича; 5 — смотровое окио,

Таблица 23

Подовые двухтрубные горелки низкого и среднего давления с принудительной подачей воздуха (рис. 31)

Тип горелки

Номинальная тепловая нагрузка, тыс. ккал/ч

Б.

С

РЗ

СО~~ »4

СО _

28

Ю

1^00

8 II

А. О

Диаметр подводящего газопровода, мм

Диаметр газовыход­ных отверстий, мм

Количество газовы­ходных отверстий

Длина щели, мм

ПГД-Н-15

127

15

32

1,5

66

510

ПГД-Н-20

170

20

40

1,5

88

680

ПГД-Н-35

297

35

50

1,8

106

810

ПГД-Н-50

425

50

60

1,8

136

1030

ПГД-Н-75

637

75

70

2,2

144

1100

ПГД-Н-100

850

100

80

2,2

194

1470

ПГД-Н-150

1270

150

100

2,4

238

1810

П Г Д-Н-200

1700

200

125

2,7

248

1880

П ГД-С-50

425

50

32

1,50

46

480

ПГД-С-75

637

75

32

1,55

68

700

ПГД-С-100

850

100

40

1,60

80

820

ПГД-С-150

1275

150

50

1,70

106

1080

ПГД-С-200

1700

200

50

1,80

126

1280

ПГД-С-250

2125

250

70

2,00

128

1300

ПГД-С-300

2550

300

70

2,00

154

1560

ПГД-С-500

1250

500

80

2,20

210

2120

Примечание. Для всех горелок ширина щели 110 мм

Инжекционные горелки, работающие на газе среднего давле­ния, как правило, являются горелками полного предварительного смешения. Большим преимуществом этих горелок является воз­можность работы без принудительной подачи воздуха. Отпадает необходимость в установке вентилятора и экономится электроэнер­гия. Горелки могут работать с малыми коэффициентами избытка воздуха (аг= 1,05-н 1,10) в результате хорошего предварительного перемешивания газа с воздухом.

Однако односопловые инжекционные горелки имеют и ряд не­достатков: у горелок производительностью выше 60 м3/ч чрезвы-

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 32. Инжекционная горелка среднего давления Стальпроекта типа В. а—без охлаждения насадка, б— с водоохлаждаемым насадком.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 33. Инжекционная горелка среднего давления Стальпроекта. а — тип Н, б — тип П.

Чайно большие размеры (длина около 1,5 м) и масса. Их работа сопровождается сильным шумом, утомляющим обслуживающий персонал. Горелки производительностью от 60 м3/ч и выше имеют малый предел регулирования по производительности.

Таким образом, этот тип горелок имеет наряду с неоспоримыми достоинствами и недостатки, поэтому их следует применять исходя из конкретных условий работы установок.

Рядом проектных институтов созданы инжекционные односоп ловые горелки различной производительности и модификаций. По своей конструкции все они однотипны и отличаются только разме рами и стабилизирующими устройствами.

Рис. 34. Общий вид горелочного туннеля.

подпись: 
рис. 34. общий вид горелочного туннеля.
Инжекционные ‘ горелки среднего давления изготовляются по нормалям Стальпроекта, ЛО Теплопроекта, Леп- гипроинжпроекта, Мосгазпроекта и др.

Стальпроектом разработаны три типа инжекционных горелок:

1) горелки типа В (рис. 32), пред­назначенные для газа с повышенной теплотой сгорания (природный, коксо­вый, смешанный) при работе на хо­лодном воздухе:

2) горелки типа Н (рис. 33, а), пред­назначенные для газов с низкой теп­лотой сгорания (доменный и смешан­ный коксодоменный <2н=900-^2000 ккал/м3) при работе на холод­ном воздухе. Предусмотрена также возможность сжигания газов с теплотой сгорания до 1400 ккал/м3, подогретых до 300° С;

3) горелки типа П (рис. 33,6), предназначенные для работы на подогретом воздухе и на подогретом или холодном газах с низкой теплотой сгорания (<2„=900-ь2000 ккал/м3).

Горелки типов В и Н имеют двадцать типоразмеров с диамет­ром выходного насадка с1„ от 15 до 235 мм. Горелки обоих типов с йи до 75 мм выполняются с не охлаждаемыми водой насадками. Горелки с более 75 мм выполняются с охлаждаемыми водой на­садками. Это расширяет их диапазон регулирования, так как уменьшается вероятность проскока пламени в смесительную часть Горелки типа П имеют одиннадцать типоразмеров с йн от 65 до 270 мм. Все они выполняются с охлаждаемыми водой насадками.

Типоразмеры горелок выбраны с таким расчетом, чтобы две соседние горелки при одинаковых условиях отличались по произ­водительности на 25%. Горелки оканчиваются туннелем (рис. 34)- выполненным из огнеупорного материала. Диаметр туннеля при­нят 2,5с? н, а его длина — 6,5с? н (где с1и— диаметр выходного на­садка горелки). Для горелок больших номеров допускается уста­новка туннелей укороченной длины, равной £т= (3-М)е?„.

Основные характеристики этих горелок приведены в табл. 24, 25 и 26, размеры туннелей — в табл. 27.

Типо­

Размер

Горелки

Тепловая нагруз­ка, тыс. ккал/ч, при /7—5000 мм вод. ст.

О».

Дюймы

^С, ММ,

При

Размеры, мм

Мас­

Са,

Кг

О

СОм О 5!

‘-3

Ои

О

55«

А*.

■ 3

Ои

О

22 «

13

А*

“2 СО

ОС — Н.

‘-3

Ок

С1т

О

£

В15/^с

10,8

6,1

Ъ

1,6

1.0

12

15

60

220

5,1

В18/йс

15,5

9,2

*/2

2,0

1,2

14

18

60

250

5,3

В21 ;с/с

21,1

12,5

‘/2

2,3

1.4

17

21

60

275

5,6

В24/^с

27,6

15,7

’/2

2,6

1,6

19

24

80

300

8,8

В28/</с

37,6

21,8

‘/2

3,0

1,8

22

28

80

335

9,0

В32/</с

48,3

27,5

*/»

3,5

2,1

25

32

80

375

9,8

В37/</с

65,6

37,6

V*

4,0

2,4

30

37

100

440

14,3

В42/сгс

84,2

48,8

*/*

4,5

2,7

33

42

100

490

14,8

В48/^с

111,0

63,5

1/2

5,2

3,1

38

48

120

545

21,0

В55/с? с

151.0

85,3

3/*

6,1

3,6

45

56*

120

625

26,0

В65/с/с

202,0

118,0

3/4

7,0

4,2

52

65

140

700

33,5

В751с! с

269,0

156,0

3/4

8 1

4,8

60

75

140

800

35,2

В86 /с1с

354,0

206,0

1

9,3

5,5

69

86

220

960

58,7

В100/^с

479,0

272,0

1

10,8

6,4

80

100

260

1095

81,0

В116/Йс

646,0

380,0

1 »/«

12,6

7,5

93

116

300

1240

107,0

В134 7/с

863,0

490,0

1 >/«

14,5

8,6

107

134

350

1420

151,0

В154/<*с

1135,0

645,0

1 */з

16,7

9,9

123

154

410

1615

216,0

В178/^с

1520,0

862,0

1 ]/2

19,3

11.4

142

178

470

1840

240,0

В205/^с

2010,0

1140,0

2

22,2

13,2

164

205

490

2130

342,0

В2351ас

2640,0

1510,0

2

25,4

15,1

188

235

510

2400

401,0

Тепловая нагрузка, тыс. кказ/ч, .

При /7=1500 мм вод. ст. | I *с. мм, при

О

8 г

СМ *

13

Н15/<2.

Н18/аГс

Н21/яГс

Н24/о? с

Н28

Н32/й,

Н37/йс

Н42/йс

Н48/оГс

Н56/йс

Н65/йс

Н75/йс

Н86/Ж.

Н100/Йс

Н116/А.

Н134 / с? с

Н154/<*с

Н178/а! с

Н205/4С

Н235/йс

О1

Холодный газ (20’ С) ! Подогретый ‘ I газ (300° С)

Типо­

Размер

Горелки

*г = 20° С

^в=300° С

О

Щъ

О

О, тг ‘

® а

О — Г..

II 5 ж 5

О-з

2

0-1

20,6 го,2

40.5 52,7 71,9

93.5

125.5

161.5 211,0 288,0

387.0

516.0

678.0

918.0

1240.0

1650.0

2175.0

2910.0

3850.0

5070.0

17,7

25.4 34,6 45,1

61.5 80.0 107,3

138.0

180.0

246.0

331.0

440.0

580.0

784.0 1060,0

1410.0

1860.0

2490.0

3290.0

4340.0

14,1

20.6 27,Ь

36.0

49.1 63,8 85,7

110,0

144.0

197.0

264.0

352.0

463.0

626.0 845,0

1127.0

1480.0

1985.0

2630.0

3460.0

18,8

27.0 36,8

48.0 65,4

85.0

114.0

147.0

192.0

262.0

352.0

468.0

617.0

834.0

1125.0

1500.0

1980.0

2645.0

3500.0

4600.0

8,0

9,8

11.5

13.0

15.0

17.5

20.0

23.0

26.0

30.0

35.0

41.0

47.0

54.0

63.0 |

73.0 I

84.0 |

97.0 ! 111,0 128,0

5,5

6.4

7.5

8.5 10,0

11.5

13.5

15.0

17.5

20.0

24.0

27.0

31.0

36.0

42.0

48.0

56.0

64.0

74.0

85.0

4,0

4,8

5.5

6.5

7.5

8.5 10,0 11,0

13.0

15.0

17.0

20.0

23.0

27.0

31.0

36.0

41.0

48.0

55.0

64.0

/4

1

1

1 «Ч

1 ‘и

7′

2

О

9,2

11,0

13.0

14.5

17.0

19.5

22.5

26.0

29.0

34.0

40.0

46.0

52.0

61.0

71.0

82.0 94,0 I

109.0

126.0 I

144.0

7,0

8,5

10,0

11.5

13.0

15.0

17.5

20.0

23.0

26.0

31.0

35.0

40.0

47.0

55.0

63.0

73.0

84.0

97.0
111,0

5.4 5,7

6.5 9,3

10,6

Н,1

14,1

16,9

23.6

27.4

44.6

44.6 81,3

97.5 128,0

190.0

258.0

343.0

479.0

531.0

75

75

100

100

125

150

150

200

Инжекционные горелки Стальпроекта, тип П (рис. 33, б)

Типо­

Размер

Горелки

Тепловкя нагрузка, тыс. ккал/ч, при р = 1200 мм вод. ст.

*

Я,

<1с, мм, при

Размеры, мм

Масса, кг

Ои

О 0

О о

38

II II

И а к

И = 200^ С = 50

Г = 20= С и = 500° С

Ии

<Ь о

Н и

Ст я

И — 200° С и = 500° С

*г = 20° С и = 500° С

(1?

Йн

В

Ь

П

О

СО СО г“‘ 2

11 ¥ _ та

О

О

ИО п — 2!

11

С>§

8

ТГ г? 2

11 ¥ я ®

О ео СМ 2

13

©•И

!« 1| I- * £ СУм

8 СО м *“■* ё

’11

<Уй

ГО

О

О

ГО

11

8

= Э 0-2

П65/^с

275

283

245

215

156

75

125

35

26

23

19

14

65

65

170

1035

ИЗ

П75/йс

367

377

326

287

208

75

125

40

30

26

23

16

75

75

190

1145

122

П86/<2С

482

495

430

377

274

100

200

46

34

31

26

18

86

86

220

1360

206

П100/йс

652

’ 670

581

510

370

100

200

54

40

35

31

22

100

100

260

1530

227

ПИШс

880

904

774

688

500

125

250

63

47

41

36

25

116

116

300

1740

282

П134/йс

1170

1210

1047

918

656

150

300

73

55

48

42

29

134

134

350

2000

429

П154/йс

1545

1590

1380

1210

877

150

300

84

62

55

48

33

154

154

410

2245

489

П178/<*с

2070

2120

1840

1620

1170

200

350

95

71

63

55

39

178

178

470

2585

697

П205/<*с

2740

2810

2440

2140

1550 —

250

350

109

82

71

63

44

205

205

490

2915

920

П235|йс

3600

3700

3210

2815

2040

250

350

125

92

82

71

50

235

235

510

3290

925

П270/а! с

4750

4870

4230

3720

2700

300

450

144

106

94

82

57

270

270

510

3695

1062

18,2 I 26,2

I 35,8 46,6

63.5

82.5 112,0 142,5 186,0

254.0

342.0

455.0

600.0 810,0

1090.0

1460.0

1920.0 ,

2570.0 I

3400.0 ! 250

4470.0 1 250

И

■«

"5?

1

О

I

15

15

1 60

220

18

18

; 60

245

1 21

21

60

275

1 24

24

! 80

305

28

28

! 80

340

32

32

80

375

37

1 37

100

420

42

42

100

480

48

48

120

530

56

56

120

600

65

65

140

760

75

75

140

845

! 86

86

220

990

100

100;

260

1110

1 116

116

300

1250

; 134

134

350

1435

1 154

154

410

1595

178

178

470

1840

205

205

490

2120

235

235

510

2365

Таблица 26

Размеры, мм

Мас­

Са,

Кг

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Размеры

Туннеля, мм

Диаметр выход­ного насадка горелки ^/и, мм

D

D

1

Оптимальная длина туннеля

L

Минимальная

Длина туннеля

15

20

45

10

120

Сч

18

25

50

10

130

X

К

21

30

55

10

140 —

В*

Га

24

28

32

35

40

45

60

70

80

10

10

10

150

170

200

Со

О

И

О

К

Л

37

50

90

15

230

03

§

42

55

100

15

260

Н

С

48

60

115

15

300

Си

56

70

135

15

350

К

Си

65

80

155

15

400

75

95

180

15

450

X

86

110

210

20

500

100

130

240

20

600

450 500

116

150

260

20

700

134

175

320

20

800

154

200

370

25

178

205

235

230

260

300

430

500

570

25

25

25

Применяется практически 500—800

270

340

650

25

Горелки типа В рассчитаны на сжигание газа с давлением от 1000 до 14 000 мм вод. ст., типа Н — от 300 до 3000 мм вод. ст., а типа П — от 200 до 1800 мм вод. ст.

Стальпроектом разработаны также горелки для природного газа с одним инжекционным смесителем на несколько горелок (от двух до двенадцати). Имеется семь типоразмеров смесителей.

Серия горелок Теплопроекта (рис. 35) состоит из девяти типо­размеров, причем каждый из них выполнен в двух вариантах: пря­мой и угловой. Последние три типоразмера имеют насадки с водя­ным охлаждением. Горелки могут устойчиво работать в диапазоне давлений от 1000 до 10000 мм вод. ст. Технические характеристики н основные размеры этих горелок даны в табл. 28.

Горелки работают с коэффициентом избытка воздуха аг=1,05. Диапазон устойчивой работы примерно 1:3. Горелки рекомен­дуется устанавливать в печах с колебанием давления в топке в пределах от —2 до +2 мм вод. ст.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 35. Инжекционная горелка среднего давления Теплопроекта. « — горелки ГИП-1 — ГИП-6, б — горелки ГИП-7 — ГИП-9.

Горелочные камни, из которых составляется туннель, постав­ляются вместе с горелками. Эти камни делаются из высокоглино­земистого шамота с содержанием глинозема не менее 50%. Для высокотемпературных печей устанавливают туннели сокращенной длины (£т=3,75с/). В низкотемпературных печах, когда требуется завершить сжигание газа в туннеле, он выполняется нормальной длины (Ьт=6с1). В случае отсутствия горелочных камней туннель можно изготовить по шаблону (рис. 36) из огнеупорной массы сле­дующего состава, %: порошок хромистого железняка — 45, поро­шок обоженного магнезита — 45, огнеупорная глина— 10. Размеры шаблонов приведены в табл. 29.

Тепловая

Нагрузка,

А.

Дюймы

Размеры, мм

И.

Типоразмер

Горелки

Тыс. ккал/ч, при рг= =5000 мм вод. ст.

£>з

А

£

СЗ

О

О

СЗ

ГИП-1

I

II

23,7

21,4

4-2

1,9

1,8

27

30

299

375

5.0

8.0

ГИП-2

I

II

44,6

41,2

Зи

2,6

2,5

36

40

399

490

11

17

ГИП-3

I

II

55.4

51.5

Зи

2,9

2,8

41

45

445

552

12

20

ГИП-4

I

II

95,1

85,3

1

3,8

3,6

53

58

532

6Г0

18

29

ГИП-5

I

II

158.0

139.0

1’/*

4,9

4,6

68

75

701

839

26

40

ГИП-6

1

II

222,0 198 0

1‘/-2

5,8

5,5

80

88

839

1004

51

69

ГИП-7

I

II

370.0

370.0

2

7.5

7.5

106

117

1125

1265

97

122

ГИП-8

I

II

595 0 59.5,0

2

9.5

9.5

132

144

1388

1523

154

190

ГИП-9

I

И

798.0

798.0

2 V*

11,0

11.0

156

171

1593

1783

197

241

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВГорелки конструкции Ленгипроинжпроекта в литом исполнении (рис. 37) изготовляются также двух типов: прямые (тип I) и с по­воротом на 90° (тип II). Эти го­релки запроектированы для дав­ления газа до 9000 мм вод. ст. Ха­рактеристики и основные разме­ры горелок приведены в табл.30. Все десять номеров горелок вы­полнены с неохлаждаемыми на­садками, что значительно упро­щает их конструкцию, однако для

Рис. 36. Шаблон для набивки туннеля. / — шаблон; 2 — набивка; 3 — кладка; 4

Насадок горелки.

Размеры шаблонов для горелочиых туннелей инспекционных горелок Теплопроекта (рис. 36)

Типоразмер

Размеры шаблона, мм

Горелки

^3

А,

1

12

Ь

ГИГИ

29,5

33

75

40

125

20

220

ГИП-2

39,5

43

100

45

125

20

280

ТИП-3

44.5

48

100

50

175

25

310

ГИП-4

57,5

61

145

50

175

25

460

ГИП-5

74,5

78

190

50

175

25

520

‘ГИП-6

87,5

91

220

55

175

30

550

ГИП-7

116,5

120

290

55

200

40

750

>ГИП-8

143,5

147

360

55

200

40

850

ГИП-9

170,5

174

430

60

^00

50

1050

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рнс. 37. Ишкекционная горелка среднего давления Ленгипро — инжпроекта в литом исполнении.

подпись: 
рнс. 37. ишкекционная горелка среднего давления ленгипро- инжпроекта в литом исполнении.
Больших номеров горелок это, естественно, приводит к уменьше­нию диапазона устойчивой работы.

В табл. 31 приведены значения давления газа, при которых наблюдается проскок пламени в смесительную часть горелки, и Даны диапазоны регулирования горелок. Для газа иного состава Диапазон устойчивой работы горелок можно определять расчетным

Номер и тип горелки

Тепловая нагруз ка, тыс. ккал/ч, при р — -5000 мм вод. ст.

Г азопро­вод, горелки, дюймы

Размеры, мм

Масса,

Кг

С1 с

<1г

А

I.

1

II

34,60

‘/’а

2,3

32

35

383

488

5,0

7,6

I

II

55,08

*/»

2,9

40

44

457

577

6,7

10,2

ЗМ

I

II

71,31

Зи

3,3

45

50

523

651

9,2

14.2

11.3

18,0

I

II

84,91

Зи

3,6

51

56

589

727

1

II

99,62

Зи

3,9

55 60

626

774

14,3

21,8

II

121,10

1

4,3

60

66

692

857

19.1

28.2

I

11

170,34

1

5,1

72

79

808

993

23,1

33,8

I

11

243,78

1’/«

6,1

85

93

995

1164

36,0

52,2

1

II

294,00

1‘/4

6,7

94

104

1030

1264

43,0

59,8

ЮМ

I

II

349,10

1‘/4

7,3

102

112 1125 1359

48,3

70,2

Таблица 31

Минимально допустимое давление газа и диапазон регулирования инжекционных горелок Ленгипроинжпроекта

Номер горелки

Минимально допустимое давление газа, мм вод. ст., при аг =1,0

Диапазон устойчивой работы горелки[1]

75

1

9,0

100

1

8,0

ЗМ

150

1

7,0

200

1

6,0

300

1

5,0

400

1

4,0

500

1

3,5

650

1

3,1

725

1

3,0

ЮМ

800

1

2,9

Путем с помощью формул, полученных автором на базе экспери­ментальных исследований.

При сжигании газа в керамическом туннеле скорость выхода газовоздушной смеси из горелки, при которой наступает отрыв пламени, м/сек,

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Где С1=0,575 102 — опытный коэффициент; 5 — нормальная ско­рость распространения пламени, м/сек; £>т=2,5^ — диаметр тун­неля, м; а — коэффициент температуропроводности, м2/ч;

Скорость выхода газовоздушной смеси на горелки, при которой наступает проскок пламени (аг=1,0), м/сек,

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Где с2 = 7,75 10 3— опытный коэффициент; й — диаметр насадка горелки.

Испытании горелок в лабораториях и на производстве пока­зали, что при правильно выбранном диаметре сопла во всем диа­пазоне давлений горелки инжектируют более 100% теоретически необходимого количества воздуха, что обеспечивает полное сжига­ние газа. Наблюдается снижение абсолютной величины коэффи­циента избытка воздуха с повышением давления газа от 1000 до 9000 мм вод. ст.

При работе горелок с разрежением в топочной камере (до —3 мм вод. ст.) коэффициент избытка воздуха возрастает, а с про­тиводавлением (до +3 мм вод. ст.) — падает, но не бывает меньше единицы на всех режимах.

Горелки с поворотом на 90° (тип II) инжектируют меньшее ко­личество воздуха: они имеют большее сопротивление по пути газо­воздушной смеси, чем прямая горелка. Поэтому горелки с поворо­том имеют меньший коэффициент избытка воздуха—в среднем на 5%. Для создания условий, обеспечивающих одинаковый избыток воздуха в горелках прямых и с поворотом на 90°, у последних иногда уменьшают диаметр сопла. В результате увеличивается ин­фекция воздуха за счет увеличения отношения йт/йс, но в то же время снижается, естественно, тепловая нагрузка горелки при не­изменном номинальном давлении газа. Испытания также показали, что открытие воздушно-регулировочной шайбы более чем на 8 обо­ротов не оказывает никакого влияния на избыток воздуха, и он остается практически постоянным.

Нормальная устойчивая работа горелок при коэффициенте из­бытка первичного воздуха аг^1,0 обеспечивается только при на­личии стабилизаторов фронта горения (керамические туннели, за­жигательные пояса, горки и т. п.).

Специальные опыты были проведены в камере печи на двух тИПоразмерах инжекционных горелок. Измерялись температуры и

Определялись концентрации продуктов сгорания по оси факела. Ко эффициент избытка воздуха в опытах поддерживался равным 1,15, а скорость выхода газовоздушной смеси из насадка горелки 25 м/сек. На рис. 38 представлены результаты этих испытаний. Из графика видно, что максимальная температура на оси факела до

Стигнута на расстоянии ^ =6,0. На этом же расстоянии, если су­дить о выгорании в факеле по концентрации С02, в продуктах сго­рания содержится около 90% С02 от теоретически возможного (при данном избытке воздуха максимальное содержание С02 в продуктах сгорания составляет 11,0%). Полное завершение про­распределению концентраций продуктов сгорания на его осн. По­этому все анализы делались (на хроматографе типа ГСТЛ) только по оси факела. Опыты проводились при различных избыт­ках воздуха и номинальных тепловых нагрузках инжекционных горелок с кольцевыми стабилизаторами № 3 и 8. По результатам исследований была построена кривая (рис. 39). По оси абсцисс графика откладывался коэффициент избытка воздуха, а по оси ординат — относительное расстояние от устья насадка до точки, где заканчивается процесс горения. Об окончании процесса судили по достижению максимального содержания С02 в факеле и отсут­ствию химической неполноты сгорания.

Г ‘со2.%

подпись: г 'со2.%

Рис. 38. Распределение температур и концентрация СО^ по оси факела при работе инжекционных горелок с а =1,15 и Ш=25 м/сек.

/ — для горелки № 1-1; 2 — для горелки № 8-1.

подпись: 
рис. 38. распределение температур и концентрация со^ по оси факела при работе инжекционных горелок с а =1,15 и ш=25 м/сек.
/ — для горелки № 1-1; 2 — для горелки № 8-1.

Цесса горения, т. е. достижение максимального содержания СОг в продуктах сгорания, происходит на расстоянии 1]й=8-5-10. На­пример, для горелки № 8М-1 (й=93,0 мм) горение в факеле закан­чивается при аг=1,15 уже па расстоянии /=0,093×8 = 0,75 м от на­садка горелки.

На рис. 7 показана инжекционная горелка среднего давления со стабилизатором в виде зажигательного кольца конструкции Лен — гипроинжпроекта. Горелки этого типа имеют те же характери­стики, что и обычные инжекционные горелки, рассмотренные выше. Кольцо стабилизатора, надевающегося на насадок горелки, выпол­няется из жаропрочного чугуна. Иногда компонуют несколько го­релок одинаковой производительности. Так, например, для уста­новки в жаровой трубе котла применяют блок из восьми горелок № 2М-1 с кольцевыми стабилизаторами, расположенными по окружности.

Для выявления характера протекания процесса горения в фа* келе инжекционных горелок с кольцевыми стабилизаторами сни­мались поля газового состава. Известно, что о завершенности процесса горения в факеле прямоточных горелок можно судить по

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 39. Зависимость длины факела от коэффициента избытка воздуха для инжекционных горелок с кольце­вым стабилизатором.

Следует отметить, что при малых коэффициентах избытка воз­духа аг=1,05 процесс горения затягивается и заканчивается пол­ностью только на расстоянии 10 диаметров насадка от устья го­релки. Увеличение избытка воздуха до аг=1,2 значительно сокра­щает длину факела, в этом случае горение заканчивается уже на расстоянии 6,5 диаметров от устья горелки. Поэтому выбор коэф­фициента избытка воздуха на выходе из горелки должен произво­диться исходя из конструктивных особенностей установок, исполь­зующих газовое топливо. Так, для агрегатов, длина топочной ка­меры которых более 15 диаметров выходного насадка горелки’ при применении соответствующих номеров горелок и их фронто­вой компоновке рекомендуется принимать избыток воздуха на выходе из горелки аг= 1,05-5-1,1. Для установок, имеющих малую Длину топочной камеры по направлению развития факела, реко­мендуется принимать коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки аг=1,2.

Для сжигания природного газа в топках котлов и низкотемпе­ратурных печах служат горелки среднего давления с пластинча-

80

подпись: 80

81

подпись: 81^ А. с. Иссерлин

Тыми стабилизаторами типа ИГК (см. рис. 8) конструкции Мос — газпроекта. Горелки работают в диапазоне давлений газа 300 6000 мм вод. ст. У горелок этого типа отпадает необходимость в туннеле. При нормальной работе горелок стабилизатор охлаж­дается проходящей газовоздушной смесью, благодаря чему срок службы его достаточно велик. При выключении горелки нельзя закрывать воздушно-регулировочную шайбу во избежание перс грева стабилизатора. Эксплуатация горелок показала, что они спокойно зажигаются с полностью открытыми устройствами для подвода воздуха. К положительным качествам этих горелок сле­дует отнести то, что сразу же после включения они могут рабо­тать с полной нагрузкой, так как не нужно прогревать туннель.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 40. Горелка с пластинчатым стабилизатором ИГК-М Мосгазпроекта.

1 — стабилизатор; 2 — диффузор; 3 — сопло; 4 — кожух; 5 — газовый коллектор.

5

Модернизированные инжекционные горелки ИГК-М (рис. 40), помимо сокращения габаритов и массы при той же производи­тельности, отличаются простотой изготовления. Снижение уровня шума при расходах газа свше 50 м3/ч достигается путем исполь­зования многосопловых аппаратов. Характеристики горелок ИГК приведены в табл. 32. Модернизированные горелки выпускаются московским заводом Строймеханизация.

При правильном выборе основных конструктивных размеров инжекционные горелки среднего давления работают без потерь тепла от химической неполноты сгорания в широком диапазоне изменений тепловых нагрузок. Необходимо только определить отношение площади входного сечения смесителя (горла) к пло­щади газового сопла, обеспечивающего поступление необходи­мого для полного сгорания количества воздуха.

Для расчета ннжекционной способности горелки применяют уравнение

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Где А — объемный коэффициент инжекции, м3/м3; е? г — диаметр входного сечения смесителя, м; — диаметр сопла, м; рв — плот­ность воздуха, кг/м3; рг—плотность инжектирующего газа, кг/м3-

Инжекционные горелки среднего давления ИГК

Первоначальные типоразмеры (рис. 8)

Новые типоразмеры (рис. 40

К _ .

К „ .

0.3 ^ н н

Г;

3

О. 5 и с. 3 _ н н

Я

Я

£

■«

И

£-§ 8

СЗ

Ч

£•§ 5

ГО

1=5

Тип

ГО _ V!

Я 5 »

К о о

Го О о

С

О

О

О.

3

Я

И

К

Тип

К 2 и 2

К о ГО о о

С

О

О

Он

Я

Е

»Ї

И

ЬЙ

Ю Я ^ і?

О 0 ОО — Н_

Ь

Га

Га

О ^ оо -51

Н

Си

Га

ГО*

Е II П го

Я

Га

X

К

И

О

Їїч С ‘1 га

Го

X

К

И

И

А)

Н &

К

Ч

Ч

Га

:>

0) 1 * И £— сі,© ь;

К

С*

Ч

Ч

ГО

ИГК-10

42,5

2,8

860

4,2

ИГК1-6

51,0

3,0

453

2,0

И ГК-25

121

4,5

750

6,5

(ИГК1-15

121

4,5

750

6,5

ИГК-25М

113

4,3

750

12,5

ИГК1-25М

212

6,0

700

7,1

ИГК-60

288

6,8

1000

12,2

ИГК1-35

288

6,8

1000

12,2

ИГК 120

496

9,0

1327

29,0

ИГК4150

425

4,1*

1180

15,5

ИГК-170

745

10,8

1596

40,0

,ИГК4-90

765

5,8*

1472

35,0

ИГК-250

ИЗО

13,2

1914

50,0

ИГК4-150

1275

7,5*

1935

47,0

* Горелки снабжены чстырехсопловыми аппаратами.

Однако это уравнение, как показали исследования, проведен­ные с участием автора, справедливо только при давлении инжек­тирующего газа рг=5000 мм вод. ст. и отсутствии разрежения в топке (5Т = 0 мм вод. ст.). Для режимов, отличных от указанных, необходимо вводить поправки к коэффициенту избытка воздуха, приведенные в табл. 33.

Таблица 33

Поправка к коэффициенту избытка воздуха на выходе из горелки

Условия поправки

Давление газа перед горелкой, мм вод. ст.

1000

3000

5000

7000

9000

На давление газа перед горел­кой при 5Т==0 мм вод. ст. .

+0,08

+0,04

0

-0,04

-0,08

На разрежение или противо­давление в топочной камере, Мм вод. ст.

+ 1,0……………………………….

0,04

0,02

0,008

0,005

0,0036

+ 2,0 . . . .

0,08

0,04

0,016

0,010

0,0072

+ 3,0

0,12

0,06

0,024

0,015

0,0108

Примечание. Поправка на разрежение берется со знаком ( + ), а на про — Тііводавление — (—).

Для удобства построена номограмма (рис. 41), позволяющая наряду с поправками производить инженерный расчет инжекци — онной способности односопловых горелок. Так, если известны

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 41. Номограмма для расчета инжекционной способности односопловых горелок среднего давления при /?г=5000 мм вод. ст. и 5Т =0 мм вод. ст.

Конструктивные размеры горелки, характеристики газа и условия работы горелки, то. пользуясь номограммой и табл. 32, можно проверить, будет ли горелка инжектировать достаточное количе­ство воздуха для полного сгорания газа.

Пример. В горелке конструкции Теплопроекта ГИП-8 сжигается природ­ный газ, плотность которого Р’Г=0,755 кг/м3, Ко=9,5 м3/м3. Плотность воздуха рв = 1,29 кг/м3. Диаметр горла горелки (1Т = 132 мм, диаметр сопла йс=9,5 мм. Необходимо проверить, с каким коэффициентом избытка воздуха будет работать

Горелка в диапазоне давлений газа от 2000 до 7000 мм вод. ст. и разрежении

(противодавлении) в топке ±2,0 мм вод ст.

Й г 132 рв 1,29

Определим соотношения =13,9 и — = 0775 =1.71 и по номо­

Грамме (рис. 41) найдем величину Л = 10 м3/м3. Значит, при давлении газа 5000 мм вод. ст. и нулевом разрежении в топке горелка будет работать с коэф-

П А 10

Фициентом избытка воздуха “дооо = у = 9 5 = 1,05. По табл. 33 определяем,

Что поправка на давление 2000 мм вод. ст. составляет 0,06 (интерполяция), а на разрежение — 2,0 мм вод. ст. также 0,06. Соответственно для 7000 мм вод. ст. И разрежения — 2,0 мм вод. ст. эти поправки составят — 0,04 и 0,01. Тогда

Тодо =1,05—0,04+ 0,01 = 1,02. Таким образом, во всем диапазоне работы горелки коэффициент избытка воздуха больше единицы Рассмотрим, как будет работать горелка в этом же диапазоне давлений газа и противодавлении в топке +2,0 мм вод. ст. Аналогично предыдущему а= 1,05+0,06—0,06= 1,05; а = 1,05—0,04—0,01 = 1,0.

Для уменьшения длины выступающих частей горелок были созданы многосопловые инжекционные горелки, в которых газ смешивается с воздухом на более коротком пути. Особенно рас­пространены горелки конструкции тепловой лаборатории Москов­ского автозавода им. Лихачева. Первоначально были разработаны две горелки типа ТЛ-100 и ТЛ-125 с индивидуальными смесите­лями и общим охлаждаемым насадком. Насадок охлаждается га­зом, поступающим затем на горение. Газ подается в смеситель через семь сопел, благодаря чему размер горелки уменьшается вдвое по сравнению с односопловыми инжекционными горелками. Горелки устойчиво работают с укороченными огнеупорными тун­нелями. Характеристики этих горелок приведены в табл. 34. Ком­пактность и хорошие эксплуатационные показатели этих горелок обусловили их применение на печах и сушилах.

Вместе с тем в процессе их эксплуатации выявлены и некото­рые недостатки: большое гидравлическое сопротивление по тракту

Таблица 34

Многосопловые инжекционные горелки типа ТЛ (рис. 42)

= 1,05+ 0,06 +0,06= 1,17; а

Показатели

Типоразмер горелки

ТЛ-100

ТЛ-125

ТЛ-210

ТЛ-250

ТЛ-350

Номинальная тепловая нагруз­ка, тыс. ккал/ч……………………………….

357

552

1120

1660

3000

Минимальное давление газа, мм вод. ст…………………………………………….

1000

1500

500

700

800

Расход природного газа, м3/ч: при номинальном давле­нии (6000 мм вод. ст.)

42

65

132

196

350

При минимальном давле­нии

17

32

37

67

140

Диаметр, мм:

Сопла *……

2,5

3,1

4,7

5,6

7,5

Насадка …

100

125

210

250

350

Стабилизирующего ко­нуса. .

Длина горелки, мм

452

540

Є0

818

80

995

150

1228

Масса, кг……

47

65

79

190

220

Диапазон устойчивой работы

1 : 2,5

1:2,0

1: 3,6

1:2,9

1: 2,7

Горелка имеет семь сопел.

Инжектируемого воздуха, перегрев насадка при временном отклю­чении газа, недостаточная стойкость футеровки туннеля при уста­новке в высокотемпературных печах.

Новая конструкция многосопловой инжекционной горелки (рис. 42) предусматривает облегченный доступ инжектируемого воздуха и стабилизацию факела специальным конусом, в резуль­тате чего отпадает необходимость в керамическом туннеле. Наса­док горелки и закрытый центральный конус стабилизатора охлаж даются водой. Торец центрального конуса изолирован. Конус ста билизатора размещен так, что его ось совпадает с осью насадка, а основание находится в одной плоскости с выходным сечением

Г"!

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 42. Многосопловая инжекционная горелка типа TJI со стабилизирующим

Конусом.

1 — газовый коллектор; 2 — сопло; 3 — смеситель; 4 — подвод охлаждающей воды; 5 — насадок; 6 — стабилизирующий конус; 7 — отвод охлаждающей

Воды.

Насадка. Испытания горелок показали, что стабилизатор новой конструкции работает надежно. Диапазон устойчивой работы горе­лок увеличился за счет снижения значения критической скорости истечения газовоздушной смеси, при которой наступает проскок пламени. Отрыва пламени не наблюдалось при абсолютном дав­лении газа до 1,5 ат.

При отсутствии противодавления в печи коэффициент избытка воздуха аг = 1,05-ь 1,08. Потери тепла с водой, охлаждающей наса­док, достигающие 2,5—3,0%, могут быть снижены путем изоляции торцевых поверхностей насадка.

В отраслевой лаборатории газовой теплотехники Куйбышев­ского политехнического института под руководством В. П. Ми­хеева разработаны плоские многосопловые инжекционные горелки двух серий. Первая серия горелок, выполненная без охлаждения головки, состоит из четырех типоразмеров с тепловой нагрузкой от 0,425 до 1,25 млн. ккал/ч. Расчетное давление газа 4000 мм вод. ст. Вторая серия плоских горелок состоит из трех типоразмеров с теп­ловой нагрузкой от 2,55 до 8,5 млн. ккал/ч при номинальном дав­лении 6500 мм вод. ст. Горелки этой серии изготовляются либо

С чугунным литым, либо со сварным корпусом и литой водоохлаж­даемой головкой.

Горелки рассчитаны на сжигание природного газа, однако при изменении диаметров газовых сопел и расчетного давления газа они могут быть использованы для сжигания попутных нефтяных газов с сохранением расчетной тепловой нагрузки. По сравнению с односопловыми горелками одинаковой теплопроизводительности плоские многосопловые горелки в 2 раза короче и в 3 раза легче. Основные характеристики горелок приведены в табл. 35.

Таблица 35

Плоские инжекционные горелки (рис. 43)

Производительность горелки, м3/ч Показатели———————————— , ;——— г

50

75

100

150

300

500

1000

Количество п сопловых отвер­стий.

8

10

12

14

12

14

15

Диаметр сопловых отверстий й„, мм……………………………………………….

2,8

3,0

3,2

3,65

5,0

6,0

8,2

Расстояние от среза сопла до основного участка камеры смешения 1и мм…..

60

70

84

104

140

160

240

Длина основного участка ка­меры смешения /с, мм. . .

90

110

126

156

210

240

360

Длина диффузора 1в, мм . .

260

350

360

448

560

700

900

Длина головки /г, мм…

50

85

70

100

70

110

150

Ширина камеры смешения Ь, мм…

225

270

322

389

480

685

915

Ширина головки Ьг, мм . .

195

230

280

363

416

630

835

Полная длина горелки Ь, мм

720

900

930

1060

1248

1495

1980

Полная ширина горелки В, мм

360

370

456

524

610

830

1170

Масса, кг. ..

34,5

42,5

51,5

74,5

100

141

250

Горелка (рис. 43) имеет литой водоохлаждаемый насадок и сварной корпус. Подача воздуха регулируется специальным шибе­ром, расход газа — посредством запорных устройств перед горел­кой. Две горелки такой конструкции (тепловая нагрузка

3,55 млн. ккал/ч) прошли промышленное испытание на котле ДКВР-10-13. Горелки были установлены на фронте котла в гори­зонтальном положении. Туннели горелок были выложены из ша­мотного кирпича класса Б.

Испытания показали устойчивую работу горелок без проскока и отрыва пламени при изменении давления газа от 500 до 8000 мм вод. ст., что соответствует диапазону устойчивой работы 1 : 4. При сжигании газа в плоских многосопловых горелках химический не — Дожог отсутствовал при коэффициенте избытка воздуха а = 1,05 и

Тута.

подпись: тута.

0(0

 

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Разрежении в топке 0,5 мм вод. ст. Продукты сгорания в топке имели следующий состав, %: СОг—11,0; Ог -1,2; СО —0,0; Н2 — 0,0; СН4 —0,0.

Плоские многосопловые инжекционные горелки создают меньше шума при работе. Даже на расстоянии 0,5 м от горелки при номинальной ее тепловой нагрузке и полностью открытом шибере для воздуха уровень звукового давления не превышает величины, допускаемой санитарной инспекцией.

Оригинальная конструкция инжекционных горелок с перифе­рийной подачей газа (ГИЛ) разработана в ЛНИИ АКХ по автор­скому предложению Ю. И. Лобынцева.

При конструировании горелок впервые осуществлены следую­щие принципы: 1) периферийная подача активных струй газа под малым углом от стенки при осевом входе пассивного воздушного потока; 2) гидродинамически гладкие смесители малого диаметра круглого сечения, органически объединенные в одну горелку сото­вого типа; 3) компоновка горелки в кладке агрегата с заглубле­нием в нишу, что обеспечивает почти бесшумную работу. Горелки в сварном исполнении ГИЛ-1 разработаны в двух вариантах: ще­левые и сотовые, а горелки из литых и штампованных деталей ГИЛ-2 — сотовые.

Горелки ГИЛ-1 щелевого типа нашли применение на установ­ках небольшой мощности с расходами газа до 100 м3/ч. Горелка (рис. 44) имеет щелевой цилиндрический смеситель, в передней части которого по периферии расположены в шахматном порядке газовые сопла. Подача газа на малом расстоянии от стенки и под малым углом от нее позволяет улучшить гидравлические характе­ристики горелки, повысить ее инжекционную способность и умень­шить чувствительность к колебаниям давления в топке.

Горелка выполнена сварной из листовой стали толщиной 3 и 5 мм, имеет 24 сопла с отверстиями для выхода газа 1,5 мм. Теп­ловая нагрузка горелки 550 000 ккал/ч при абсолютном давлении 0,9 ат. Диапазон устойчивой работы горелки большой (1:6). Про­скок пламени в смесительную часть легко устраняется путем по­вышения давления газа, и нет необходимости выключать горелку и вновь разжигать ее. Размеры горелки и масса выгодно отличают ее от односопловых инжекционных горелок (меньше примерно в 4 раза). Горелки щелевого типа хорошо зарекомендовали себя при работе на печах и горнах.

Горелка ГИЛ 1 сотового типа в сварном исполнении отли­чается от щелевой только формой сечения смесителя. Горелка со­стоит из одинаковых смесителей малого диаметра, расположенных на расстояниях, обеспечивающих надежное зажигание друг от Друга. Горелки различной производительности и назначения отли­чаются только количеством и расположением элементов. Произ водительность одного элемента составляет около 7,5 м3/ч. Наличие нескольких газовых сопел в каждом смесителе обеспечивает хоро­шее смешение газа с воздухом, позволяя работать без потери

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 44. Инжекционная горелка ГИЛ-1 щелевого типа.

Сопло; 2 — смеситель; .3 — газовые коллекторы; 4 — кран для регулирования избытка воздуха

Тепла от химической неполноты сгорания при минимальных из — бытках воздуха аг= 1,02-М,03. Небольшая длина смесителей поз­воляет удобно компоновать горелки в кладке агрегата с заглубле­нием в нишу, что в сочетании с периферийной подачей газа обес­печивает бесшумную работу горелки даже при значительных ее форсировках. Стабилизаторы горения также не выступают в то­почное пространство.

Особенно удобно сотовые горелки компонуются на боковых стенках котлов типа ДКВ. Смесители легко размещаются между экранными трубками и их не надо вырезать, как это делают при применении вертикально-щелевых горелок. Вся горелка разме­щается в кладке толщиной в два кирпича. Эксплуатация в тече­ние ряда лет горелок сварной конструкции ГИЛ-1 показала, что они имеют хорошие теплотехнические данные.

Для упрощения технологических операций при изготовлении горелок сотового типа и для возможности организации централи­зованного производства были разработаны горелки из литых и штампованных деталей — ГИЛ-2. Предложено три типоразмера смесителей горелок ГИЛ-2. Каждый из них имеет пять газовых сопел, которые впрессовываются под углом 15° к оси смесителя. Диаметры газовых сопел для смесителя I типа—1,15, II типа —

1,55 и III типа — 1,95 мм. Соответственно производительность од­ного элемента горелки при давлении газа 5000 мм вод. ст. — 5,5, 10 и 16 м3/ч. Исходя из этого можно рассчитать производитель­ность блоков горелок. Они так же, как и ГИЛ-1, состоят из оди­наковых элементов, расположенных в шахматном порядке. В них можно использовать электрозапальное устройство и устройство контроля горения, что позволяет применять их в автоматизиро­ванных установках.

В ГипроНИИГазе разработаны оригинальные турбореактивные горелки (ГГТР), предназначенные для топок котлов малой перед­ней мощности и среднетемпературных печей. Энергия давления газа в них используется для подачи воздуха. Горелки работают на газе среднего давления в диапазоне от 0,05 до 0,9 кгс/см2. На рис. 45 дан общий вид турбореактивной газовой горелки произво­дительностью 1000 м3/ч. Основными элементами являются цилин­дрический корпус, по оси которого размещен подшипниковый узел с полым валом, газовая турбинка, осевой вентилятор, направляю­щий аппарат и головка.

Г аз подводится по каналу в полом валу к турбине. Под дей­ствием реактивной силы газа, истекающего из сопел в лопатках турбинки, приводятся во вращение турбинка, вал и вентилятор. При вращении вентилятора воздух засасывается через регистр из Атмосферы и через направляющий аппарат подается к устью го — Релки, где перемешивается с газом. Направляющий аппарат, со­стоящий из направляющих лопаток и поводкового кольца, служит Для регулирования угла раскрытия, длины и других характеристик Факела. Регистр предназначен для регулирования количества воз­духа, поступающего в горелку. Он состоит из двух колец, одно из которых имеет окна. Наружное поворотное кольцо, поворачиваю­щееся с помощью фиксирующей ручки, служит для их перекрытия.

С увеличением давления и расхода газа увеличивается ско­рость его истечения, а следовательно, возрастает число оборотов вентилятора и соответственно увеличивается подача воздуха на горелку. Обратная картина наблюдается при снижении расхода газа, т. е. при уменьшении давления. Таким образом, в горелке

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 45. Общий вид турбореактивной газовой горелки ГГТР-С-1000.

/ — полые лопатки; 2 — головка горелки; 3 — обтекатель;

4 — направляющий аппарат; 5 — поводковое кольцо; 6 — осе­вой вентилятор; 7 — поворотное кольцо воздушного регистра;

8 — экран.

Автоматически поддерживается заданное соотношение газа и воз — духа во всем рабочем диапазоне, что весьма существенно.

В горелке достигается хорошее перемешивание газа с возду­хом в результате вращения газовых сопел в потоке воздуха. Ин­тенсивно закрученный факел стабилизирует фронт горения, по­этому горелка работает устойчиво без специальных стабилизи­рующих устройств. Полное сжигание газа достигается при коэф­фициентах избытка воздуха, близких к минимальным (а=1,03-^ 1,07). Горелки имеют небольшие габариты и поэтому удобны при их компоновке на агрегатах. В табл. 36 приведены типоразмеры и технические характеристики.

Мосгазпроектом разработаны и внедрены горелки типа ГС низ­кого давления с принудительной подачей воздуха, предназначен-

Турбореактивные газовые горелки (рис. 45)

Типоразмер

Номинальная тепловая нагрузка, ккал/ч, при рт = 5000 мм вод. ст.

Расход газа при номи­нальном давлении, м3 ч

Номинальное число оборотов ротора, об/мин

Пределы регулирования по расходу газа, м3/ч

Габаритные раз­меры, мм

С_

Ы

ГО~

О

И

Го

Диаметр корпуса

Диаметр устья

Длина

ГГТР-С-50

42,5

50

4000

12—70

220

165

345

12

ГГТР-С-100

85

100

4000

24-145

250

195

415

20

ГГТР-С-200

170

200

3000

56—280

320

270

485

56

ГГТР-С-500

42,5

500

3000

150—700

450

350

500

80

ГГТР-С-1000

850

1000

2500

350-1450

620

500

700

100

Ные для установки в агрегатах, имеющих топочные камеры не­больших объемов (рис. 46). Горелки рассчитаны для сжигания газов с теплотой сгорания от 3400 до 8500 ккал/м3. Они работают без потерь тепла от химического недожога при избытке воздуха аг= 1,05-=-1,1. Номинальное давление газа и воздуха 130 мм вод. ст.

Для лучшего смешения газ подается в виде мелких струй в за­крученный поток воздуха. Вращательное движение воздуха соз­дается за счет прохождения его через лопатки, расположенные на газовом сопле. В нем имеется 8 отверстий для выхода газа, рас­положенных под углом 30° к оси горелки. Горелка заканчивается керамическим туннелем, в котором размещено запальное отвер­стие для поджигания газа.

Двухпроводные горелки Мосгазпроекта типа ГС (рис. 46)

подпись: двухпроводные горелки мосгазпроекта типа гс (рис. 46)В табл. 37 приведены технические характеристики. Горелки легко регулируются, работают надежно и устойчиво, с небольшим

Тип

Тепловая нагрузка, тыс. ккал/ч, при Рг=Рв~ =130 мм вод. ст.

Расход, м3/ч

Диаметр газовы­пускных отвер­стий, мм

Количе­

Ство

Газовы­

Пускных

Отвер­

Стий

Длина 1, мм

Масса, кг

Природного]

Газа

Воздуха (при а=1,1)

ГС-2-10

50

7

72

3,7

8

400

8,5

ГС-2-20

119

14

145

3,7

16

400

15,3

ГС-3-20

119

14

145

4,5

8

485

35,0

ГС-40

238

28

290

4,5

16

485

75,0

Таблица 37

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 46. Горелка ГС-3-20 с принудительной подачей воздуха низкого давления.

/ — сопло; 2 —корпус горелки; 3 — фронтовая плнта; 4 — керамический туннель; 5 — глазок.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВРнс. 47. Горелка с принудительной подачей воздуха Мосгазпроекта.

I — наконечник с отверстиями для выхода газа; 2 — штуцер для измерения давления воздуха; 3 — фланец для присоедине­ния газопровода; 4 — труба для установки мазутной форсунки; 5 — штуцер для измерения давления газа; б — патрубок для присоединения воздуховода; 7 — газовая трубка; 8 — огнеупорная футеровка; 9 — завнхритель воздуха.

Шумом. Их недостаток — необходимость подачи воздуха довольно высокого давления.

На рис. 47 показана горелка конструкции Мосгазпроекта, по лучившая широкое распространение. Газ подводится по патрубку в камеру, откуда движется по трубкам, закрепленным в трубной доске. На концы трубок навинчиваются наконечники, имеющие отверстия для выхода газа. Количество трубок, диаметр отверстий для выхода газа и их число зависят от типоразмера горелки. Воз­дух нагнетается вентилятором в корпус горелки и затем распре деляется к каждому наконечнику. Лопатки, укрепленные на нако­нечнике, закручивают воздушный поток.

В центре горелки расположена труба, которая при работе на газе используется для зажигания и наблюдения за горением. В случае отсутствия газа труба служит для установки мазутной форсунки с паровым распылом типа ЭН-497-52.

Заводское изготовление горелок этого типа упрощено, так как в зависимости от производительности используется разное коли чество одинаковых элементов.

Горелка дает факел небольшой длины, так как, во-первых, до­стигается хорошее предварительное смешение газа с воздухом, а во-вторых, факел разбит на ряд мелких факелов. Длина факела горелок при максимальных нагрузках не превышает 1,0—1,5 м.

Горелки (технические данные приведены в табл. 38) допу­скают регулирование в широких пределах, так как работают устойчиво при давлении газа от 5 до 150 мм вод. ст. и разреже-

Таблица 38

Характеристика горелок Мосгазпроекта

Первоначальные типоразмеры (рис. 47)

Новые типоразмеры

‘ Тип

Тепловая нагруз­ка* при фн — 8500 ккал/м3, тыс. ккал/ч

Диаметр Д, мм

Длина Ь, мм

Высота Н, мм

Масса, кг

Тип

Тепловая нагруз­ка* при (5Н — 8500 ккал/м3, тыс. ккал/ч

Диаметр Б, мм

Длина Ь, мм

Масса, к!

1230-00

340

275

570

400

41

ГГВ-50

425

152

500

20

1220-00

536

320

665

540

60

ГГВ-75

637,5

170

540

22

1228-00

800

394

700

580

78,5

ГГВ-100

850

190

600

24

1227-00

1200

440

715

580

92

ГГВ-150

1275

220

710

40

ГА-102

1920

400

835

610

115

ГГВ-200

1700

245

800

39

ГА-106

2880

490

975

700

144

ГГВ-350

2975

342

900

58

ГА-110

4320

530

1000

850

195

;ГГВ-500

4250

380

1050

80

* Номинальное давление газа рг=130 или 3000 мм вод. ст.

Нии в топке 1—2 мм вод. ст. Для предохранения стальных дета­лей от излучения топки вся передняя часть горелки футеруется слоем огнеупорной массы следующего состава, об.%: шамотный порошок класса А — 75, глина огнеупорная—10, песок кварце­вый— 5 и раствор — 10. Состав раствора, %: жидкое стекло — 60, 17%-ный раствор каустической соды — 40. Горелки крепятся к агрегатам при помощи фланца, приваренного к корпусу.

Горелки этого типа обладают хорошими теплотехническими по­казателями. Так, испытания, проведенные на котле ДКВР-6,5-13, оборудованном двумя горелками ГА-102, показали, что к. п. д. котла при сжигании природного газа довольно высок и составляет

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 48. Горелка с принудительной подачей воздуха Ленгипроинжпроекта.

87—88%. Оптимальный коэффициент избытка воздуха аОпт=1,07. Можно было бы достичь еще лучших результатов, если бы произ­водительность горелок соответствовала производительности котла. Во время испытаний производительность котла изменялась от 40 до 120, а загрузка горелок — от 30 до 90%, т. е. горелки работали не на номинальном режиме, а это, безусловно, снизило их пока­затели.

Новые типоразмеры горелок по сравнению с существующими имеют в 2—2,5 раза меньшую массу и примерно в 1,5 раза мень­ший наружный диаметр при той же производительности (см. табл. 37). Изготовитель — московский завод Строймеханизация.

Горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха в сварном исполнении (рис. 48) конструкции Ленгипроинжпроекта предназначены для сжигания природного газа ((2Н=8500 ккал/м3) в топках котлов и сушил. Они имеют шесть номеров: № 1, 2 и 4 Делятся на две группы — а и б, а номера 3, 5и6 — на три группы — а, б и в. Горелки одного номера, но разных групп имеют одина­ковые габаритные размеры и отличаются только размерами газо — выпускных отверстий и соответственно расходом газа.

Горелки иизкого давления Ленгипроинжпроекга (рис. 48)

Номер горелки

Тип сопла

Диаметр отверстия с10, мм

Тепловая нагрузка, тыс. ккал/ч, при номи­нальном давлении газа 130 мм вод. ст.

Номинальное давление воздуха, мм вод. ст.

Размеры,

ММ

Масса,

Кг

Іі

Ог

Ов

Ог

І

1

А

1,5

93

60

30

140

70

25

396

17,1

Б

1,6

107

70

2

А

2,1

163

60

45

165

100

40

463

22,9

Б

2,3

196

80

3

А

2,7

280

50

70

219

150

50

602

48,0

Б

3,1

370

75

В

3,5

470

110

4

А

4,1

655

50

90

273

200

70

770

72,5

Б

4,7

858

75

5

А

5,4

1050

40

120

377

250

80

971

147,9

Б

5,8

1208

50

В

6,1

1350

60

6

А

6,8

1780

60

150

426

275

100

1080

207,4

Б

7,2

2000

70

В

7,6

2220

85

Примечание. Каждое сопло имеет 6 отверстий.

Таблица 40

Диапазоны устойчивой работы горелок низкого давления с принудительной подачей воздуха Ленгипроинжпроекта (сопло типа а)

Номер горелки

Минимально допустимое давление газа, мм вод. ст., при аг = 1,0

Диапазон устойчивой работы горелки*

1

5

1 :6,0

2

5

1 :6,0

3

5

1 :6,0

4

10

1:4,2

5

15

1 : 3,5

6

20

1 :3,0

* Верхний предел давления газа принят 180 мм вод. ст., нижний — давление, при котором наступает проскок пламени.

Горелки рассчитаны для работы на природном газе с давле­нием 130 мм вод. ст., однако устойчиво работают при давлении газа до 180 мм вод. ст. и выше.

Хорошее смешение газа с воздухом в горелках достигается за счет того, что поток газа разбит на 42 струйки, направленные под углом 45° к потоку воздуха. Основные характеристики горелки приведены в табл. 39 и 40. Для устойчивой работы этих горелок при нормальном избытке воздуха аг= 1,05-=-1,1 необходима стаби­лизация фронта горения.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВНа рис. 49 показано распределение температур в огнеупорной камере при сжигании газа горелками № 2а и 4а с различными коэффициентами избытка воздуха. Максимум температур нахо-

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

2 4 6 в Ю 12 1Ь № 16 20 22 24 4

Рис. 49. Распределение температур по оси факела при сжи­гании газа в горелках с принудительной подачей воздуха Л ей гипроинжпроекта.

Дится на близком расстоянии от устья горелки, так как в ней осу­ществлено хорошее предварительное смешение газа с воздухом, и зависит, как и следовало ожидать, от избытка воздуха. Наивысшее значение температуры наблюдается при сжигании газа с аг=1,0. С увеличением коэффициента избытка воздуха значение макси­мальной температуры снижается с 1450 до 1280° С, а ее местопо­ложение сдвигается к концу факела (1/й=4,0 для аг=1,0 и 1/(1 = 5,5 Для аг= 1,25).

На рис. 50 приведена конструкция горелки Л О Теплопроекта с принудительной подачей воздуха для установки на промышлен­ных печах и сушилах. Горелка рассчитана для сжигания природ­ного газа и имеет 9 типоразмеров. Давление газа и воздуха 60 мм вод. ст. Диапазон устойчивой работы горелки 1 :4, что тре­бует изменения давления газа от 15 до 240 мм вод. ст. Для каждой ‘л°релки предусмотрены наконечники газового сопла двух типов — ^ и Б. Тип А обеспечивает наиболее короткий факел, тип Б — наиболее удлиненный факел.

Это достигается следующим конструктивным приемом. У нако­жника газового сопла типа А делается от четырех до шести от­верстий (в зависимости от тепловой нагрузки горелки) для вы — ^°Да газа, благодаря чему осуществляется хорошее предваритель — °е смешение. У наконечника типа Б делается одно центральное °тВерстие для выхода газа. Предварительное смешение происхо-

Дит в этом случае значительно хуже, что и приводит к удлинению факела.

Основные технические характеристики горелок приведены в табл. 41. Горелки рассчитаны для работы на холодном и горя­чем воздухе. При применении нагретого воздуха расход газа при тех же давлениях снижается в зависимости от температуры воз­духа. Так, при нагреве воздуха до 250° С расход газа снижается до 72% от номинального, а при 500°С — до 60%.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

Рис. 50. Горелка с принудительной подачей воздуха Теплопроекта. 1 — газовое сопло; 2 — завихритель воздуха; 3 — туннель.

Закручивание потока воздуха по сравнению с прямоточной его подачей имеет ряд особенностей. Закрученная струя воздуха обла­дает меньшей дальнобойностью, а интенсивность смешения газа с воздухом увеличивается. Это приводит к сокращению длины фа­кела, что для топок с небольшими размерами имеет большое зна­чение.

Горелки, в которых газ подается в закрученный поток воздуха, часто называют турбулентными. Турбулентные горелки выпол­няются как чисто газовые, так и комбинированные. Модификации горелок различаются в основном: а) конструкцией газовыпускных устройств; б) скоростью газа на выходе из газовыпускных отвер­стий; в) конструкцией аппарата для закручивания воздушного по­тока; г) формой и размерами амбразуры.

Газовыпускные отверстия обычно располагаются в шахматном порядке в 2 ряда. Диаметр отверстий варьируется в пределах

3, 0—12,0 мм. Угол атаки, т. е. угол встречи между струями газа

Таблица 41

Горелки Теплопроекта с принудительной подачей воздуха (рис. 50)

Типоразмер

Горелки

Тепловая нагрузка, тыс. ккал/ч, при />г = 60 мм вод. ст.

Количе­ство от-

Размеры,

Мм

Масса,

Верстий в на­садке

(1

£

Ов

АХБ

Кг

ГНП-1

25,5

34,0

4

1

3,2

5,5

165

25

36

20

130X240

5,2

ГНП-2

42,5

55,2

4

1

4,2

7,0

180

32

40

20

240X310

6,5

ГНП-3

85

110

6

1

4,8

10,0

220

46

70

25

240X310

12,2

ГНП-4

127,5

157

6

“1

5,8

12,0

250

55

80

25

240X380

14,7

ГНП-5

222

285

6

1

7,8

16,0

285

74

100

32

360X400

22,5

ГНП-6

340

445

6

1

9,6

20,0

320

92

125

40

380X500

29,0

ГНП-7

510

645

6

1

11,8

24,0

360

112

150

50

500X600

38,0

ГНП-8

664

875

6

1

13,5

28,0

405

130

175

70

500X600

47,0

ГНП-9

890

1070

6

1

15,5

31,0

445

145

175

70

500X600

68,6

Примечание. Значения тепловой нагрузки, диаметров и числа газовы­ходных отверстий даны для горелок с соплом типа А в числителе, а с соплом типа Б — в знаменателе.

И направлением потока воздуха, принимается для отверстий 1-го ряда 80—85°, для отверстий 2-го ряда 50—60°.

Ленгипроинжпроектом разработана турбулентная газомазутная горелка с периферийной подачей газа в закрученный поток воз­духа для установки под паровыми котлами производительностью от 2 до 10 т/ч. Горелка может применяться в других агрегатах со­ответствующей теплопроизв. одительности, когда основным топли­вом является природный газ, а резервным — мазут. ,

Горелка (рис. 51) состоит из улитки, газового коллектора, ма­зутной форсунки, защитного кожуха, который удаляется при ра­боте горелки на газе, языкового шибера. Газ через два ряда газо­выпускных отверстий в кольцевом коллекторе поступает в закру­ченный поток воздуха от периферии к центру. Благодаря хорошему смешению газа с воздухом факел получается коротким.

ГОРЕЛКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ АГРЕГАТОВ

[1] Верхний предел давления газа принят 9000 мм вод. ст Нижний предел ■ давление, при котором наступает проскок пламени.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.


gazogenerator.com