книги из ГПНТБ / Ахмедов, Р. Б. Газ в народном хозяйстве Узбекистана

Для одностороннего периферийного подвода значе­ ние параметра желательно выбирать не более 0,08, для двустороннего — не более 0,43, для центрального — не более 0,6.

Перекос при приварке газоподводящих патрубков к периферийному газовому коллектору не должен быть более трех градусов.

д) Расчет развития газовых струй в поперечно движущемся плоскопараллельном потоке

Расчетная схема таких горелок, основанная на опре­ делении дальнобойности газовых струй в поперечном плоскопараллельном потоке воздуха, разработана Ю. В. Ивановым.

Относительная и абсолютная дальнобойность струи газа выражается формулами:

132

Диаметр струй в потоке воздуха на глубине h опре­ деляется по формуле

Некоторые затруднения в методике расчета за­ ключаются в том, что предварительно задаются Ks , Н2,

Vj и определяются другие параметры: диаметр отвер­ стий (d ), шаг между отверстиями (S), дальнобойность струи газа (И) и диаметр струи в потоке (De). В кон­ це расчета они уточняются и нередко приходится кор­ ректировать первоначально принятые значения неко­ торых величин, а иногда повторять весь расчет заново.

е) Расчет развития газовых струй в поперечно движущемся закрученном потоке воздуха

Для удовлетворительного смешения газа с возду-- хом на коротком участке необходимо соблюдение сле­ дующих условий: газовые струи должны бытьраспрост1 ранены возможно равномернее в объеме воздушного потока, глубина проникновения газовой струи должна обеспечить попадание газа в зону максимальных скоро­ стей воздушного потока, диаметр отверстий для истече­ ния газа следует выбирать минимально возможным.

Первое из указанных требований выполняется: сравнительно легко простым подбором определенного числа отверстий с равным шагом. Правильный расчет глубины проникновения позволяет добиться хороших, результатов при выборе одного ряда отверстий одина­ кового диаметра. При этом желательно для централь-, ного подвода газа выбирать не менее 8, а для перифе-

133

■рийного не менее 16 отверстий. Второму требованию можно удовлетворить только расчетным путем с уче­ том принятого числа отверстий. Для этого необходимо

рующей скорости (Qlf Q2— соответст­ венно объемный расход воздуха или газа).

Следует иметь в виду, что при расчете горелок с ■периферийной подачей газа оптимальная глубина про­ никновения численно равна выбранному значению R'/R, а с центральной

•можно полнее учесть при расчете располагаемый в га­ зовом коллекторе скоростной напор.

Использование изложенных рекомендаций позволяет рассчитать все основные элементы распределения газа в 'объеме воздушного потока на выходе вихревых газогорёлочных устройств.

131

ж) Расчет аэродинамических и гидравлических характеристик горелок для их сравнительной оценки

Основными аэродинамическими и гидравлическими характеристиками горелок для их сравнительной оцен­ ки являются коэффициент гидравлического сопротив­ ления, угол раскрытия выдаваемого факела, аэродина­ мическая длина и зона рециркуляции факела у устья, необходимая для стабилизации пламени.

Чем меньше коэффициент гидравлического сопро­ тивления, больше угол раскрытия факела, меньше даль­ нобойность и в принципе больше диаметр зоны рецир­ куляции в устье, тем совершеннее горелка.

Для сравнительного анализа горелок необходима предварительная классификация. Весь класс существу­ ющих вихревых горелочных устройств подразделяется на пять основных типов: горелки с тангенциальным простым подводом воздуха (тип Т), горелки с танген­ циальным улиточным подводом воздуха (тип У), горел­ ки с тангенциальным лопаточным подводом воздуха (тип ТЛ), горелки с аксиальным лопаточным подводом воздуха (тип А) и горелки с аксиально-тангенциаль­ ным лопаточным подводом воздуха (тип АТ).

Сравнение горелок между собой производится по одинаковым конструктивным параметрам, выведенным из единых исходных позиций. Можно получить следую­

135

для горелок типа АТ

а — ширина, Ь — длина подводящего патрубка в горел­

чество лопаток, s — кратчайшее расстояние между ло­ патками, а и р — углы установки лопаток, d0 и dx—диа­ метры втулки для крепления лопаток горелок А и АТ.

Ниже приводим зависимости аэродинамических ха­

расстояние от устья до сечения, в котором максималь­ ная скорость составляет 0,2 от максимума аксиальной скорости в устье) для тех же пределов изменения крут­ ки п:

136

для горелок Т

для горелок А

Д и а м е т р з о н ы р е ц и р к у л и р у ю щ е г о п о т о ­

По приведенным данным можно выбрать приемлемую горелку для той или иной установки.

137

КОМБИНИРОВАННЫЕ ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ, ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ ТОПЛИВ ПРИ РАЗДЕЛЬНОЙ ИЛИ СОВМЕСТНОЙ ПОДАЧЕ ИХ В ТОПКУ

В основу разработки всех конструкций горелок по­ ложен принцип использования их в качестве органов, регулирующих топочный процесс.

Аэродинамический метод регулирования предусмат­ ривает возможность изменения аэроструктуры факела и перемены его положения в топочном объеме. Для ре­ ализации этого метода разработан и апробирован в про­ мышленных условиях ряд конструкций вихревых, пово­ ротных и реверсивных одно- и двухпоточных горелок. Эксплуатация их возможна при всех известных способах компоновки горелок в топочной камере: фронтовой,

встречной, угловой и др.

Управление воздушным потоком осуществляется при помощи воздушных регистров. В поворотных прямоточ­ ных горелках проточная часть содержит направляющий аппарат, выполненный в виде одной или двух поворотных лопаток, установленных в выходной (прямоугольного се­ чения) части горелки. Изменение аэроструктуры и поло­ жения факела, выходящего из прямоугольного окна амб­ разуры, производится поворотом лопаток вокруг оси.

Рис. 3. Горелочное устройство типа РТС.

В другой схеме поворот факела производится аэроди­ намическим способом за счет взаимодействия основного и бокового воздушных потоков-

Использование преимуществ закрученной струи (больший угол раскрытия, стабильность горения, мень­

138

шая дальнобойность) достигается применением ревер­ сивных завихрителей воздуха. Конструкция горелки с камерным завихрителем типа простого тангенциального подвода представлена на рис. 3. Она состоит из воздуш­ ного короба 1 с приваренной горловиной, поворотного барабана 2 с прямоугольным направляющим окном, вы­

4 служит для подвода газа, ввода мазутной форсунки и установки запально-защитного устройства. На выход­ ном конце газовыдающей трубы установлен золотник 5 с профилированными газовыдающими отверстиями, жестко связанный с регистром и поворачивающийся вместе с ним. Профиль отверстий рассчитан таким обра­ зом, что при изменении угла поворота регистра, а сле­ довательно, и интенсивности крутки воздушного потока газовые струи попадают в зону максимальных скоро­ стей. Малое количество подвижных элементов, простота изготовления, небольшие размеры делают горелку на­ дежной в эксплуатации и удобной в ремонте. Горелка обеспечивает полное сжигание газа без потерь тепла от химического недожога при а =1,02—1,04 и обладает небольшими гидравлическими сопротивлениями по воз­ душному и паровому тракту. Оптимальный диапазон регулирования интенсивности крутки—0—1,5.

Достаточный период испытаний прошли горелочные устройства типа РТС-2, в которых изменение направле­ ния вращения и регулирования интенсивности крутки воздушного потока производится при помощи двух по­ воротных -сегментных шиберов, установленных во вход­ ном патрубке воздушного короба.

Разработаны и испытаны однопоточные реверсив­ ные горелки с аксиальным, тангенциальным, аксиально­ тангенциальным направляющими аппаратами и улиточ­ ными завихрителями. Эти типы завихрителей выдают более равномерный по сечению поток воздуха, что соз­ дает более благоприятные условия для распределения газовых струй в воздушном потоке.

Современные парогенераторы могут эксплуатиро­ ваться в базисной и переменной частях графика элек­ трической нагрузки. В этих условиях удовлетворение требованию расширения диапазона регулирования про­

139

изводительности горелки приобретает особое значение. Регулирование производительности котлов отключе­ нием части горелок для сохранения высоких скоростей в оставшихся, как показала практика, является нера­ циональной. Эту задачу можно решить при секциониро­

ванном подводе воздуха к месту выдачи топлива, то есть если горелочное устройство многопоточное. В слу­ чае уменьшения количества воздуха, поступающего в горелку, перекрытие одного из каналов, например пери­ ферийного, позволит сохранить высокую скорость в дру­ гом.

Кроме того, регулируемый воздушный поток по оси горелки позволит поддерживать зону обратных токов в размерах, достаточных для стабильного горения топ­

140

лива и в то же время не создающих опасности обгорания элементов горелки.

На рис. 4 показана конструкция двухпоточной ре­ версивной газомазутной горелки типа РТС-2/АС. Пе­ риферийный поток формируется между горловиной 1 и наружной трубой 2 газоподводящего узла. Для закрут­

ника.

Газ подается на границе периферийного и централь­ ного потоков через кольцевую щель. Такая подача газа обеспечивает качественное перемешивание и сгорание смеси на расстоянии до одного калибра горелки. Проточ­ ная часть имеет особенность: воздушный короб единый для всех трех потоков. Это упрощает привязку горел­ ки к воздуховодам котла, улучшает конструкцию с точ­ ки зрения технической эстетики.

Предусмотрено дистанционное управление воздуш­ ными регистрами с блочного или местного щита управ­ ления.

Оптимальный диапазон регулирования теплопроизводительности —25—100% •

Для реализации распределительного способа регули­ рования тепловосприятия топочных поверхностей наг­ рева в Институте сконструирована блочная горелка (рис. 5), состоящая из двух обычных горелок с цен­ тральной раздачей газа, соединенных общим корпусом 1 и установленных под определенным углом друг к дру­ гу в вертикальной плоскости. Подвод воздуха в верх­ нюю и нижнюю горелки — общий через воздушное рас­ пределительное устройство— прямоугольную несиммет­ ричную заслонку 2. Распределительное устройство газа выполнено геометрически подобным воздушному, при­ чем газовая и воздушная заслонки соединены рычажной системой, что обеспечивает постоянство соотношения топ­ ливо-воздух в каждой из горелок при любых соотноше­ ниях нагрузок. Дополнительная турбулизация, способ-

141