Практическое занятие №8

Тема занятия: Топки для сжигания газообразного и жидкого топлив.

Цель занятия:

- Освоение методики выбора и расчета топки для сжигания газообразного и жидкого топлив;

-получение навыков в выборе горелочных устройств;

-изучение конструкций топок и горелочных устройств.

Задание:

Задается:

—вид сжигаемого топлива (например, природный газ, мазут, доменный газ, смесь доменного с природным газом и т. д.) и его теплота сгорания

Q^р(с)_н, кДж/(м³ ),

---производительность котла D, т/ч;

— расход топлива В_р , кг/ч (м³ /ч).

Необходимо:

выбрать тип топочного устройства;

— рассчитать объем и основные габариты топки;

— выбрать тип и число горелок (форсунок); расположить горелки (форсунки) в топке; нарисовать в масштабе эскиз топки с горелками; нарисовать эскиз выбранной горелки (форсунки);

— ответить на предлагаемые вопросы.

Краткие теоретические сведения

Литература: [1, с.76—111; 2, с. 69—70, 201].

Выбор и расчет топок для сжигания жидкого и газообразного топлив.

Газообразное и жидкое топлива сжигаются в камерных и циклонных топках паровых котлов любой производительности. Схемы топок приведены на рисунке. 3.1.

По профилю камерные газомазутные топки могут быть открытого типа, с пережимом и циклонными предтопками. Большинство выпускаемых котлов оборудуют призматическими топками с фронтальным или встречным расположением горелок. При фронтальном расположении ( рисунок 3.1 а) горелки располагаются в несколько ярусов (до 3—4-х). Такая компоновка дешевле и удобнее в обслуживании, однако не обеспечивает равномерного заполнения топки факелом и не приемлема для топок с глубиной более 6 м.

При встречном расположении горелок (рисунок 3.1 в) обеспечиваются лучшие условия работы экранов, выгорания топлива, тепловое напряжение в зоне ядра факела увеличивается на 20—30%.

Наличие пережима в топке (рисунок 3.1 6) способствует турбулизации потока в зоне ядра факела и в зоне дожигания топлива на выходе из камеры горения.

Для снижения интенсивности локальных тепловых потоков на экранные поверхности используются циклонные предтопки (рисунок 3.1 в) или применяется подовое расположение горелок в открытой топочной камере (рисунок 3.1 е).

При проектировании, эксплуатации, испытаниях любых топочных устройств котлов используют следующие основные показатели процесса:

— тепловая производительность Q= В_р *Q ^р _р ,МВт;

— коэффициент избытка воздуха на выходе из топки α_т;

— потеря теплоты от химической неполноты сгорания q_хн%;

— потеря теплоты от механической неполноты сгорания q_мн % (при сжигании жидкого и газообразного топлив отсутствует);

— объемная плотность тепловыделения qv=B_р*Q^р _р / V_Τ ,МВт/м³ (здесь V_Τ — объем топки, м³ );

— плотность теплового потока зеркала горения (для слоевых топок) ‚

q_R=B_р*Q^р _р / R , МВт/м² (здесь R — площадь решетки, м² );

—плотность теплового потока, МВт/м², через сечение толки площадью F_т

q_F=B_р*Q^р _р / F_т

Расчетные ,характеристики камерных топок при сжигании

газа к мазута приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Для котлов малой производительности (до 75 т/ч) размеры топочной камеры определяют в большинстве случаев из условий допустимой объемной плотности тепловыделения в топке. при которой тепловые потери не превышают определенной величины, а для котлов производительностью более 75 т/ч — исходя из условия размещения в топочной камере необходимых тепловоспринимающих экранных поверхностей.

При проведении данных практических занятии расчет топочной камеры проводятся из условия обеспечения эффективного сжигания жидкого или газообразного топлив. Расчет теплообмена в топочной камере с определением необходимой тепловоспринимающей поверхности экранов проводится на другом практическом занятии. Объем топочной камеры, м³ , определяется при заданных расходе и характеристиках топлива с использованием рекомендуемой плотности тепловыделении

V_Τ=B_р*Q^р _р / qv

Ширина и глубина топки выбираются из таблицы 3.2 с учетом

производительности котла

Таблица 3.2.

____________________________________________________________________________

Использование того или иного типа горелок зависит от характеристик сжигаемого газа (теплота сгорания, запыленность и. т .д.) и располагаемых давлении газа и воздуха (1, 6).

Для котлов малой производительность, а также для отопительных установок, работающих на природном газе, находят применение однопроводные инжекционные горелки частичного и полного смешения.

Для сжигания газов широкое распространение получили вихревые и щелевые горелки.

Для сжигания доменного газа рекомендуется применять щелевые горелки смесительными кирпичными каналами при встречной их установке на боковых или фронтальной и задней стенках топки, а также факельные угловые горелки.

Для котлов средней и большой производительностью при постоянной работе на ‘мазуте используются механические форсунки с давлением 2,5—3,5 МПа за вода «Ильмарине».Форсунки паровые и высоконапорные с воздушным распыливанием мазута используют в котлах малой мощности и в качестве растопочных.Форсунки с комбинированным распылом при малых нагрузках (менее 60%) работают как паровые, а при повышенных нагрузках — как механические.При раздельном и совместном сжигании мазута и газа используют комбинированные газомазутные горелки типов

ГМГА, ГМГБ, ГМГм мощностью 1,6; 2,3; 3,6; 4,6; 5,8; 6,5; 87; 139 МВт, а также ротационные газомазутные горелки РГМГ мощностью 4,6; 7,5; 8,1; 11,6; 23,2;

34,8 МВт.Размещение форсунок горелок, а также комбинированных горелок может быть фронтальным, встречным или угловым. Расстояние между осями горелок по вертикали и по горизонтали должно быть 25—З диаметра амбразуры d_а и для обеспечения нормального развития горящего факела. От пода ось горелки должна располагаться на расстоянии не менее З d_а, а от боковой стенки топки — на расстоянии (2,5—З) d_а .

Последовательность выполнения практической работы №8.