книги из ГПНТБ / Литвиненко, П. А. Слесарь по обслуживанию газового оборудования промышленных предприятий учеб. пособие

§ 90. Инжекционные горелки низкого давления

Инжекционными горелками низкого давления, как правило, бывают горелки предварительного неполного или частичного смеше­ ния. Подача первичного воздуха в горелках составляет 30—60% потребного.

На рис. 81 изображена инжекционная многофакельная горелка низкого давления, в которой струя газа с большой скоростью про­ ходит через сопло 1 в смеситель 2. Вследствие этого в смесителе обра­ зуется разрежение, благодаря чему создается приток воздуха из окружающей среды и перемешивание его с газом. Газовоздушная

Рис. 81. Инжекционная многофакельная горелка низкого давления

1 — газовое сопло; 2 — смеситель; з — регулятор первичного воздуха (шайба); 4 — горелоч— ные отверстия коллектора.

смесь проходит через горло смесителя в диффузор, из него в коллек­ тор и в топку, где сгорает мелкими голубовато-фиолетовыми факе­ лами с внутренним конусом зеленовато-голубого цвета (это указывает на полное сгорание газа).

Количество первичного воздуха регулируется вращением диска или шайбы 3, причем при вращении по часовой стрелке поступление воздуха уменьшается, против часовой стрелки — возрастает.

Если уменьшить подачу первичного воздуха, скорость горения смеси уменьшится, а пламя вытянется и кончики факелов станут желтого цвета. Это указывает на неполное сгорание газа. Показа­ телем неполного сгорания смеси является потемнение пламени и появление на его концах красноватого оттенка и копоти. В этом случае происходит перерасход газа и оседание сажи на поверхности нагрева котла.

Если увеличить подачу первичного воздуха, пламя уменьшится, станет более прозрачным и оторвется от горелки, последняя начнет гудеть. При неполном отрыве пламени,газовоздушная смесь будет гореть на небольшом расстоянии от горелки, получится большой химический недожог газа с появлением окиси углерода. При полном отрыве пламени от горелки возможно загазование топки дымоходов

183-

котла. Надо следить, чтобы воздух подавался в количестве, не вызы­ вающем отрыв или проскок пламени в горелку. Отрыв пламени от горелки может также произойти при повышении давления газа перед

ее нагрузки, следует изменить коэффициент инжекции или силу тяги в топке. Коэффициент инжекции изменяют регулятором воз­ духа.

Работа инжекционной горелки низкого давления зависит также от теплоты сгорания газа. Для увеличения теплоты сгорании тре­ буется большое количество первичного воздуха и более высокое давление газа на входе в горелку. При сжигании газа с низшей

при использовании природных газов целесообразно перед газовыми приборами иметь номинальное давление 130 или 200 мм вод. ст. Боль­ шим преимуществом инжекционных горелок является их свойство саморегулирования, т. е. поддерживать постоянным соотношение между количеством подаваемого в горелку газа и количеством инжек­ тируемого воздуха. Например, горелка работает с коэффициентом инжекции 5; эта кратность не изменится и качество сгорания газа не ухудшится, если давление газа в горелке изменится, а положение воздушной шайбы останется прежним.

Широко применяют инжекционные горелки низкого давления ОГП-1, комплектуемые по две или три горелки (рис. 82). Они мон­

184

тируются на общей фронтовой плите 6, на которой закрепляется газопровод и переносной газовый запальник 5 и имеются отверстия для зажигания горелок и наблюдения за горением. Огневая часть каждой из горелок 3 размещается в цилиндрическом металличе­ ском патрубке, через который к устью горелки поступает вторичный воздух вследствие разрежения в топке. Перед каждой горелкой в блоке установлен кран 1.

Такие горелки широко применяются в бытовых газовых приборах, варочных котлах, кипятильниках, ресторанных плитах, отопитель­ ных печах, чугунных секционных котлах и т. п. Преимущества их

впростоте устройства, бесшумности работы, достаточной устойчи­ вости пламени в расчетном диапазоне регулирования, а недостаток

втом, что они работают с большим избытком воздуха (от 1,2 до 1,5 и больше), особенно когда вторичный воздух не подводится к пла­ мени, а поступает в топку через щели, отверстия для запальников, смотровые окна.

§ 91. Инжекционные горелки среднего давления

Инжекционные горелки среднего давления отличаются от инжекционных горелок низкого давления в основном только способностью инжектировать (подсасывать) весь необходимый для горения воздух,

Рис. 83. Инжекционная горелка среднего давления типа В.

поэтому их называют горелками полного смешения. Эти горелки обеспечивают полное сгорание газа при наименьшем избытке воз­ духа.

Широкое распространение получили инжекционные горелки сред­ него давления, которые выпускаются двух типов: тип Н — для сжи­ гания газа с низкой теплотой сгорания (до 2200 ккал/м3) и тип В — для газа с высокой (до 8400 ккал/м3) теплотой сгорания (рис. 83). Горелки типа В при соответствующей замене форсунок исполь­ зуются на природном, коксовом и других газах. Они изготовляются 20 типоразмеров с диаметром выходного насадка от 15 до 235 мм с та­ ким расчетом, что каждые две соседние горелки отличаются по рас­ ходу газа на 25%. Горелки с диаметром насадка до 75 мм крепятся фланцем непосредственно к фронтовому листу печи.

185

Основные части горелки: корпус, воздушная регулировочная шайба, форсунка, соединительная трубка и носик. Горелки с диа­ метром насадка более 75 мм снабжены разъемным корпусом, водо­ охлаждаемой головкой и кронштейном для крепления к каркасу

На котлах и печах устанавливают также инжекционные горелки среднего давления конструкций Мосгазпроекта, Теплопроекта, ЛенгипроинжпроеНта, Укргипромеза и других организаций. Принци­ пиально они не отличаются друг от друга. Так, горелки Ленгипроинжпроекта (рис. 85) литые и в сварном исполнении. Они имеют

186

14 типоразмеров, каждый из которых может иметь два исполне­ ния — прямое и угловое с изогнутыми на 90° головками. Расход газа через головки при давлении перед соплом 5000 мм вод. ст. соста­ вляет для горелок с № 1 до № 10 — 4,7—49,8 м3/ч, а с № 11 по

№ 14 — 61,5—111,2м3/ч. Чтобы уменьшить давление газа ниже предельного, необходимо прикрыть регулировочную шайбу. Эти горелки неудобны при монтаже и эксплуатации.

Для надежного поджигания газовоздушной смеси, обеспечения устойчивого процесса горения топлива и защиты от проскока пламени из топки в горелку в горелочном насадке инжекционной горелки среднего давления монтируют металлический пластинчатый или кольцевой стабилизатор горения. Для борьбы с шумом, создаваемым горелками, используют глушители.

187

На рис. 86 представлена инжекционная горелка среднего давле­ ния конструкции Мосгазпроекта, в которой конец смесителя 2 имеет насадок с пластинчатым стабилизатором 1. Стабилизатор собран на шпильках и состоит из пакета стальных пластин шириной 16 мм и толщиной 0,5 мм, скрепленных между собой на расстоянии 1,4—1,6 мм. Малое пространство между пластинами предохраняет горелку от проскока пламени из топки в форсунку, а стержни, скреп­ ляющие пластины, способствуют созданию вихревых зон горящей газовоздушной смеси и непрерывному поджиганию ее. Выходные

Рис. 86. Инжекционная горелка среднего давления Мосгазпроекта.

1 — пластинчатый стабилизатор; г — смеситель; 3 — регулировочная воздушная шаДба с войлочной прокладкой; 4 — сопло.

сечения горелки должны быть в одной плоскости с внутренней стен­ кой топки. При выключении горелок регуляторы воздуха оставляют открытыми, чтобы не перегревались стабилизаторы.

Горелки конструкции Мосгазпроекта применяются в различных котлах и топках низкотемпературных промышленных печей, работа­ ющих на смешанном газе. Их изготовляют шести типоразмеров

(ИГК-25М, ИГК-60М, ИГК-120, ИГК-170, ИГК-250 и ИГК-300).

Кроме последних двух, все горелки выпускаются также угловыми.

§ 92. Горелки с принудительной подачей воздуха

Горелки с принудительной подачей воздуха широко применяются для сжигания горючих газов в котельных и печных установках про­ мышленных и коммунальных предприятий. Они работают на низком давлении газа и воздуха. Но некоторые конструкции могут рабо­ тать на среднем давлении газа. Первичный воздух, подаваемый

188

в горелку, перемешивается с газом внутри нее механически. Стабили­ зация пламени обеспечивается такими же способами, что и в инжек­ торных горелках среднего давления. Наибольшая стабилизация достигается с помощью керамических туннелей.

Наиболее широко используется горелка ГНП (рис. 87), состоя­ щая из литого корпуса 3 с коническим соплом 4 в центре, на выход­ ной части которого находятся отверстия для выхода газа из фронто­ вой плиты 1 и горелочного камня 5. Воздух подается вентилятором в корпус горелки и выходит в смесительную камеру вихреобразно с помощью лопастей завихрителя 2, установленного на конце газо­ вого сопла. При необходимости иметь в печи короткий факел за счет

вления, выпускается восьми типоразмеров с номинальным расхо­ дом газа от 139 до 940 м3/ч. Основной элемент ее (для низ­ кого давления) — надетая на трубку 3 головка 10, из которой газ поступает в топку через отверстия, просверленные в коническом дне головки. Воздух через патрубок 8 и пространство между газо­ выми трубками подается в смесительные камеры, обтекает головки газовых трубок и перемешивается струйками газа, выходящими под углом к потоку воздуха, который завихряется направляющими реб­ рами 9, приваренными к головкам. Передняя часть горелки между смесительными камерами футеруется шамотом или жароупорным бетоном. Номинальное давление газа низкого давления перед горелкой должно быть от 10 до 130 мм вод. ст., среднего — 3000 мм вод. ст. Давление воздуха 100 мм вод. ст. независимо от того, работает ли горелка на низком или среднем давлении.

На рис. 89 представлена горелка низкого давления с принудитель­ ной подачей воздуха конструкции Ленгинроинжпроекта, выпускаемая

189

Рис. 88. Горелка с принудительной по­ дачей воздуха Мосгазпроекта.

Рис. 89. Горелка низкого давления с принудительной подачей воздуха Ленгипроинжпроекта.

шести типоразмеров с расходом газа от 11 до 261,2 м3/ч при давлении 130 мм вод. ст. Номинальное давление воздуха от 80 до 160 мм вод. ст. Газ через патрубок 6 поступает в семь трубок, на свободные концы которых надеты наконечники с отверстиями, направленными под углом 45° к оси трубки. Воздух подается в воздушную камеру горелки от вентилятора и выходит через семь колец 1, в которых находятся наконечники с отверстиями для выхода газа. Перемешивание газа с воздухом начинается в воздушных кольцах и заканчивается в сме­ сительной камере 2 до выхода из горелки. В топку поступает подгото­ вленная газовоздушная смесь. Такие горелки иногда называют двух­ проводными или смесительными. Преимущества их в легком измене­ нии длины факела и его светимости, возможности подогревания воз­ духа теплом отходящих газов, что повышает к. п. д. установки.

Недостатками горелок являются: необходимость затрат электро­ энергии на подачу в них воздуха, меньшее перемешивание газа с воздухом, чем в инжекционных горелках полного смешивания, появление газа в воздухопроводах и несгоревшего газа в топках.

§ 93. Комбинированные горелки

Комбинированные горелки рассчитаны на возможность сжигания не только газового, но и других видов топлива (угольной пыли, ма­ зута). В отдельных случаях оба вида топлива можно подавать в топку

А - А

Рис. 90. Комбинированная газомазутная горелка.

одновременно. На котлах малой и средней мощности и печных уста­ новках чаще используют газомазутные горелки, а на больших кот­ лах — пылегазовые или пылегазомазутные.

Комбинированная газомазутная горелка (рис. 90) выпускается пяти типоразмеров с расходом газа от 12 до 70 м3/ч при давлении

191