книги из ГПНТБ / Иссерлин А.С. Газовые горелки

типа ОРГРЭС. Тепловая производительность горелки и скорости воздуха в ней остались такие же, как и при работе на угольной пыли. У комбинированных пылегазовых горелок скорость выхода газа из отверстий от 60 до 150 м/сек. Подача воздуха в основном производится по каналу вторичного воздуха, т. е. через завихритель. В канал аэропыли также рекомендуется подача 10—15% воз­ духа. На целом ряде установок количество первичного воздуха, подаваемого через канал аэропыли, приходится увеличивать до 30% для снижения воздушного сопротивления горелки и возмож­ ности подать через нее необходимый для горения воздух.

Центральные трубы, образующие канал аэропыли, должны обя­ зательно выполняться откатными во избежание обгорания^раздаточного конуса при сжигании газа. При работе этих горелок про­ цесс горения практически заканчивается на расстоянии 2—2,5 м от амбразуры, остальная часть топочной камеры заполнена несветя­ щимся пламенем. Горелка имеет следующие характеристики:

Комбинированная пылегазовая горелка (рис. 65, а) предназна­ чена для сжигания тощих углей и природного газа в топках мощ­ ных котлов электростанций. Горелка создана на базе горелок Та­ ганрогского котельного завода. В горелке сохранен улиточный под­ вод пылевоздушной смеси и подвод вторичного воздуха с лопа­ точным регистром.

Газ подводится к кольцевому коллектору горелки и далее по отдельным трубам к раздаточному кольцу с отверстиями диамет­ ром 20 мм. Раздаточное кольцо выполнено из жаропрочной стали. Пылевой насадок выполняется из огнеупорного кирпича. Горелка реконструирована Мосэнергопроектом. Ее основные характери­ стики следующие:

Мосэнергопроектом на базе щелевых горелок типа ОРГРЭС создана пылегазовая горелка большой производительности. Го­ релка (рис. 65, б) имеет поворотный насадок, позволяющий регу­ лировать подачу пыли по высоте топочной камеры, а также изме­ нять скорость выхода аэросмеси. Газовая часть горелки состоит из шести труб диаметром 83x3,5 мм, расположенных по высоте

132

в 2 ряда, по три трубы в каждом ряду. Трубы имеют на концах отверстия диаметром 8 мм для выхода газа. В случае необходи­ мости можно производить выемку труб газовой части горелки без разборки труб аэросмеси. Пылегазовая горелка имеет следующие характеристики:

Одна из конструкций комбинированной горелки, предназначен­ ной для сжигания угольной пыли, природного газа и мазута, при­ ведена на рис. 66. Мазутная паромеханическая форсунка устанав­ ливается по оси горелки. Газ подается по кольцевому каналу и

Рис. 66. Комбинированная пылегазомазутная горелка.

/ — корпус; 2 — направляющий аппарат; 3— каркасная труба; 4 — воздушный короб; 5 — щелевой газовый наконечник; 6 — мазутная форсунка; 7 — маховик для передвижения газового наконечника.

выходит через щели газового наконечника, где попадает в закру­ ченный поток воздуха. Перемещение каркасной трубы с газовым наконечником с помощью винтовой передачи и маховика позво­ ляет регулировать скорость выхода газа. При движении газового наконечника длина щелей, через которые выходит газ, может из­ меняться от 60 до 0 мм, т. е. щели могут быть полностью пере­ крыты. Эта конструктивная особенность горелки позволяет менять

134

дальнобойность газовых струй для установления оптимального соотношения скоростей газа и воздуха при изменении теплоты сго­ рания газа.

Для возможности передвижения газового наконечника и свя­ занной с ним мазутной форсунки подвод мазута и пара к послед­ ней осуществляется гибкими шлангами. Мазутная форсунка легко разбирается и может быть прочищена или заменена новой во время работы агрегата.

Смесь угольной пыли с первичным воздухом подается в топку по каналу, снабженному спиральными ребрами. Вторичный воздух закручивается в противоположном направлении. При работе го­

Работа горелки проверялась на котле ТЭЦ. Котел был обору­ дован шестью пылегазомазутными горелками. Сжигание газа поз­ волило, как выявилось в работе, вести топочный процесс с мень­ шим, чем при пылеугольном топливе, избытком воздуха. Коэффи­ циент избытка воздуха за котлом при номинальной нагрузке составлял на угольной пыли 1,22, а на природном газе—1,17. Наблюдалось также снижение температуры уходящих газов за воздухоподогревателем котла при сжигании газа на 10—15° С по сравнению со сжиганием угольной пыли. При этом указанные из­ бытки воздуха обеспечивали отсутствие химической неполноты сгорания. К. п. д. котла был высоким и достигал при номинальной паропроизводительности 93—94% на газе и 90—92% на угольной пыли.

Переход с одного вида топлива на другое осуществляется без затруднений. Для перевода работы горелки с газа на мазут тре­ буется 1—2 мин, т. е. время, необходимое для открытия паровых и мазутных вентилей. Для перевода работы горелки на угольную пыль необходимо затратить 10—15 мин, так как это время тре­ буется для разогрева горячим воздухом пылеугольных мельниц.

Горелка допускает одновременное сжигание газа и угольной пыли. Процесс горения обоих топлив протекает устойчиво, однако экономичность работы горелки ухудшается, так как приборы теп­ лового контроля и автоматики настраиваются только на один вид топлива.

ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

В ряде технологических агрегатов: вагранках, печах цветной металлургии, трубчатых печах нефтяной промышленности, цемент­ ном производстве, мартеновских печах и других, применяются различные по конструкции газогорелочные устройства.

Для сжигания газа в вагранках Мосгазпроектом разработана серия горелок среднего давления с принудительной подачей воз­ духа. Они рассчитаны на вагранки производительностью от 1,5 до 15 т/ч. В горелке достигается полное предварительное смешение путем разбивки газового потока на ряд струй и направления его

135

под углом к потоку воздуха. Общий вид горелки показан на рис. 67. Горелка выполнена угловой, что облегчает ее монтаж и эксплуа­ тацию. Для наблюдения за процессом горения предусмотрена гля­ делка, изготовляемая из жаропрочного стекла. Насадок горелки крепится к корпусу на болтах и примыкает к керамическому тун­ нелю. Технические характеристики горелок и их основные размеры приведены в табл. 58.

Рис. 67. Горелка для коксогазовых вагранок.

/ — подвод газа; 2 — корпус горелки; 3— насадок; 4— смотровое окно.

Одним из перспективных направлений в использовании природ­ ного газа с целью экономии кокса при шахтной плавке цветных металлов является предварительное сжигание природного газа в форкамерах (туннельных горелках) с выдачей горячих продуктов горения в шахту печи.

Применение форкамер на уже действующих промышленных агрегатах (шахтные печи, фьюминг-установки) требует выбора топочного устройства небольших размеров (для удобства компо­ новки) и с достаточно высокой производительностью, т. е. топоч­ ного устройства с высоким удельным теплонапряжением. При не­ прерывной работе металлургических печей и высокой форсировке процесса сжигания газа в форкамерах необходимо обеспечить вы-

136

сокую тепловую стойкость футеровки туннеля. Кроме этого, го­ релки должны удовлетворять следующим требованиям:

1) обеспечению достаточно полного сжигания газовоздушной смеси в пределах горелочного устройства;

2)обеспечению высоких температур и скоростей продуктов сго­ рания на выходе из туннеля;

3)изменению коэффициента избытка воздуха в широком диа­ пазоне;

4)устойчивости и безопасности работы при розжиге и оста­ новке горелки.

релка оканчивается водоохлаждаемым насадком с двумя выход­ ными отверстиями 0 40 мм каждое. Номинальная тепловая на­ грузка горелки 500 000 ккал/ч.

Между фланцами корпуса горелки и насадка установлены два ряда медной сетки с диаметром ячеек 0,5 мм, что служит допол­ нительной гарантией от проскока пламени. Сжигание подготовлен­ ной газовоздушной смеси осуществляется в туннеле.

137

Водоохлаждаемый туннель, выложенный внутри кирпичом ПШ, имеет размеры 260X80X230 мм, толщина стенки 65 мм. Тепло-

А_~А

судили по показаниям термопар, заделанных в туннель и заднюю стену камеры.

Основные характеристики работы горелочного устройства, полу­ ченные в результате опытов, приведены на рис. 69 и 70.

На рис. 69 показана зависимость химического недожога на

138

в данном туннеле может быть достигнуто подогревом воздуха и газа, поступающих в горелку, или обогащением газовоздушной смеси кислородом.

Рассмотрение зависимости температуры продуктов сгорания на выходе из туннеля от коэффициента избытка воздуха показывает, что она хорошо согласуется с кривой выгорания и теоретиче­ скими предпосылками. Наи­ высшая температура продук­ тов сгорания наблюдается при коэффициенте избытка возду­

ха 1,0 и составляет 1690° С.

На рис. 70 представлена зависимость средних скоростей про­ дуктов сгорания на выходе из туннеля от коэффициента избытка воздуха.

Из опыта работы туннельных горелок на вагранках при уста­ новке их над воздушными фурмами известно, что выходная ско­ рость продуктов сгорания должна быть не ниже 30—40 м/сек. Из

139