2.4.4 Особливості спалювання мазуту у котлах

Спалювання в котлах сірчастих мазутів приводить до високо- та низькотемпературної корозії поверхонь нагріву. У високосірчастих мазутах міститься також ванадій, що обумовлює високотемпературну корозію. При згоранні ванадій виділяється у вигляді V₂О₅ легкоплавкого з’єднання , яке утворюється на трубах пароперегрівачів тверді відкладення, що не піддаються обдувці. При високій температурі метала труб ці відкладення розм’якшуються або плавляться, руйнуючи захисну плівку і оголюючи поверхню металу, що полегшує його окислення в умовах наявності в топкових газах О₂.

Високотемпературній корозії, що протікає при температурі 650 ºС і вище підлягають пароперегрівники і різні деталі, що не охолоджуються: підвіски, дистанційні гребінки. Ванадієва корозія може бути знижена зменшенням надлишку повітря наприкінці топки > 1 %.

Наявність у продуктах згорання сірчастого ангідриту призводе до низькотемпературної корозії. При згоранні сірки утворюється SO₂ і в невеликій кількості SO₃. Водяні пари, поєднуючись з SO₃, утворюють сірчану кислоту (Н₂SO₄).

Для запобігання низькотемпературної корозії можливо підвищити температуру відхідних газів, але це економічно невигідно. Тому для підвищення температури повітря на вході до повітропідігрівника застосовують спеціальні калорифери, в яких повітря підігрівається парою. В деяких випадках застосовують рециркуляцію, тобто частину нагрітого повітря повертають через патрубок, що всасує, до дуттьового вентилятора і, змішуючись з холодним повітрям, подається у повітропідігрівник. Для боротьби з низькотемпературною корозією застосовують спеціальні присадки. Їх застосування сприяє також утворенню більш рихлої структури відкладень в зоні високотемпературних поверхонь нагріву. Не викликаючи корозії, присадки гальмують процес окислення SO₂ до SO₃, змінюють структуру відкладень на менш щільну і підвищують температуру плавлення її компонентів. В СНД широко застосовують у якості твердої присадки каустичний магнезит МgО, а за кордоном — доломіт МgСО₃ на СаСО₃.

2.4.5 Комбіновані газо-мазутні пальники

У котлах і печах, в яких мазут використовується у якості резервного палива, застосовують комбіновані газо-мазутні пальники. Одночасне спалювання газу і мазуту не практикується. Тому для опалення застосовують, як правило, поєднання газового пальника типу «труба в трубі» і вставленої в неї форсунки високого тиску типу ФВД і ФК. Найбільш простим конструктивним рішенням є розміщення форсунки в газовому соплі пальника типу «труба в трубі». Така конструкція дозволяє швидко перевести опалювання з газу на мазут і навпаки. Зазвичай у якості газового пальника використовують пальники типу ДВБ, ДНБ, ДВС і ДНС; діаметр газового сопла пальника збільшується для того, щоб зберегти розрахунковий перетин, а конструкцію коліна міняють для кріплення на ньому фланця форсунки. Приклади розміщення форсунок високого тиску в пальниках типу «труба в трубі» показані на рисунку 21.

а — форсунка типу ФВД; б — форсунка типу ФК;

1 — повітря; 2 — газ; 3 — мазут; 4 — розпилювач

Рисунок 21 — Розміщення форсунок високого тиску у газових пальниках типу «труба в трубі»

Постійне знаходження форсунки в пальнику під час роботи на газі потребує регулярного догляду за форсункою для підтримання її у робочому стані. Форсунку необхідно систематично продувати розпилювачем для видалення мазуту, що протікає через нещільну запірну арматуру. Після роботи на мазуті з форсунки необхідно видалити решту мазуту, інакше при роботі на газі носик форсунки закоксується і її подальша робота буде неможливою без чистки. Для того, щоб усунути цей недолік, форсунку високого тиску розміщують у спеціальній трубі, що проходе по центру газового сопла. У цьому випадку газові і мазутні вузли пальника незалежні і при роботі на газі форсунку можна виймати з пальника, а при переході на мазут вставляти її знову. Недоліком такого розміщення форсунки є значне збільшення поперечних розмірів пальника.

Останнім часом для опалення печей газом і мазутом застосовують спеціальні газо-мазутні пальники, серед яких найбільше розповсюдження отримали пальники типу ГКВГ (газо-мазутные комбинированные горелки высокоинтенсивного горения) і КГМГ-А (газо-мазутные комбинированные горелки с акустическим излучателем), розроблені Волгоградським ВНІІТмашем і ГМР ВНІІПромгаза.

У пальниках типу ГКВГ розпилювання мазуту проводиться вентиляторним повітрям, як у форсунках низького тиску. Ці пальники мають порівняно невелику пропускну здатність і вузькі межі регулювання по мазуту.

У пальниках типу КГМГ-А розпилювання мазуту проводиться компресорним повітрям з використанням акустичного випромінювача. Це поліпшує якість розпилювання, підвищує межі регулювання по мазуту та дозволяє підвищити пропускну здатність пальника по мазуту. Проте для пальника у цьому випадку необхідне підведення компресорного повітря.

Пальники ГКВГ призначені для спалювання природного газу і мазуту з холодним повітрям. Пальники дають широкий і короткий факел. Тиск повітря не менше 3 кПа, мазуту не менше 150 кПа, температура мазуту не менше 80 ºС. Межі регулювання: по газу 1÷5; по мазуту 1÷2. Випускається п’ять типорозмірів з номінальною пропускною здатністю по газу від 0,0042 до 0,0278 м³/с (15 — 100 м³/год).

Пальник типу КГМГ-А призначений для спалювання природного газу і мазуту з холодним і підігріти до 400 ºС повітрям. Тиск повітря не менше 3 кПа, мазуту — від 50 до 300 кПа, компресорного повітря не менше 100 кПа, температура мазуту не менше 80 ºС. Межі регулювання: по газу і по мазуту 1÷5. Кількість компресорного повітря 0,8 м³/кг (мазуту), при роботі на газі компресорне повітря не подають. Існує вісім типорозмірів цих пальників (пропускна здатність від 15 — 200 м³/год).