58 Горелочные устройства для сжигания газообразного топлива

Газовая горелка – это устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание газового топлива и регулирование горения. Предназначена для подачи к месту горения газа и воздуха раздельно либо в виде их смеси. Для сжигания топлива в топках используют горелочное устройство, которое классифицируют по ряду следующих признаков: по степени подготовки горючей смеси (без предварительного смешения, с полным, неполным и частичным смешением); по способу подачи воздуха (с принудительной подачей воздуха от вентилятора, путем инжектирования газовой струей, за счет разряжения в топке); по степени автоматизации управления горелкой( с ручным, полуавтоматические и автоматические); по скорости истечения продуктов сгорания (низкая, средняя, высокая).

Диффузионные горелки. В этих горелках газ смешивается с воздухом в горелке вследствие диффузии газа и воздуха на границе вытекающего потока. Коллектор представляет собой стальную трубу, заглушенную с одной стороны, на котором имеются отверстия. Газовый коллектор устанавливают в щел, выполненной из огнеупорного кирпича, опирающегося на колосниковую решетку. Газ через отверстия выходит в щель, равномерно распределяясь по ее длине. Воздух для горения поступает в ту же щель через колосниковую решетку за счет разряжения топки или принудительно при включении вентилятора. В процессе работы щель нагревается, обеспечивая стабилизацию пламени на всех режимах работы горелки.

Горелки с принудительной подачей воздуха. Газ под низким и средним давлением подается в камеру, из которой поступает в газовые трубки. На концы трубок навернуты конические головки, в которых просверлены отверстия для выхода газа под углом к потоку воздуха. Конические головки имеют ребра, предназначенные для закручивания воздуха перед его смешением.

Комбинированные горелки. В горелках раздельно или совместно сжигаются жидкое и газообразное топливо. Горелка состоит из трех камер. Газ поступает в среднюю узкую камеру и выходит через один или два ряда отверстий, расположенных по окружности. В центре горелки размещена паромеханическая форсунка, включаемая при работе на мазуте. Необходимый для горения воздух поступает двумя потоками. Небольшая его доля проходит через завихритель, состоящий из лопаток, установленных под углом к факелу (первичный). Основной поток проходит через завихритель и закрученным потоком поступает к месту горения.

59 Работа металлов в котле

Котельные установки состоят из многих узлов, деталей и элементов, работающих под высоким давлением и температурой, воздействием агрессивных сред и механических нагрузок и поэтому выполнены из разных материалов. Наиболее ответственные элементы – пароперегреватели работают под действием высоких температур и подвержены воздействию внутреннего давления, механических нагрузок от массы элементов, а также коррозии агрессивных газов, находящихся в продуктах сгорания. В самых высоких температурных условиях работают неохлаждаемые детали котлов: подвески, опоры и крепления. Каркасы котлов чаще всего работают в зоне температур близких к комнатным, но при этом испытывают значительные нагрузки от элементов металла конструкции, обмуровки и тепловой изоляции. В зависимости от расположения элемента котла по газовому тракту и условий работы наблюдаются различные метода коррозии металла: высокотемпературную и низкотемпературную. Элементы котла, расположенные в топке, подвергаются высокой температурной коррозии. Этой коррозии подвержены трубы пароперегревателей. Поэтому для их изготовления используют специальные легированные стали. Низкотемпературной коррозии подвержены воздухоподогреватели. Для борьбы с этой коррозией хвостовых поверхностей нагрева применяют эмалированные трубы, некорродирующие материалы, а также обеспечивают предварительный подогрев воздуха на входе. Поверхности нагрева подвержены низкотемпературной коррозии. С повышением рабочей температуры металла не только снижается его механическая прочность, но и происходит изменение, которое при более низких температурах не имеют места или выявляются не сразу: ползучесть металла, понижение с течением времени его пластичности и вязкости, изменение его первоначальной структуры и т. д. В котлостроении применяются чугуны и стали различных марок. В отдельных случаях для низкотемпературных поверхностей используют неметаллические материалы. Наибольшее распространение из чугунов получили серый, ковкий и окалиностойкий. Серый чугун обладает высокими литейными свойствами и используется для гарнитуры топочных устройств. Ковкий чугун используют для изготовления деталей насосов, вентиляторов. Окалиностойкий и жаропрочные чугуны могут выдерживать без интенсивного окисления более высокие температуры, хорошо работают на изгиб и сжатие и используются для изготовления колосниковых решеток, опорных устройств, подвесок для крепления труб и т.д. Стали, применяемые в котлостроении, должны обладать высокими механическими свойствами (прочность, пластичность, стабильность структуры), хорошими технологическими свойствами ( свариваемость, пригодность к термической обработке). Марки стали для источников элементов тепла можно разделить на следующие классы: углеродистые, низколегированные, высоколегирова

нные, стали для литых деталей арматуры. Из углеродистых сталей наибольшее распространение для изготовления элементов котлов работающих ниже 450 С используют углеродистые стали Ст10-Ст20. В низколегированных сталях содержание элементов не превышает 4%, применяют до 580 С. Из высоколегированных сталей многие надежно работают при 700 С. Для изготовления и ремонта котлов, пароперегревателей, экономайзеров и их элементов, предназначенных для работы под давлением, применяют материалы, рекомендованные «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов».