книги из ГПНТБ / Иссерлин А.С. Газовые горелки

рис. 70 видно, что в широ­ ком диапазоне изменения коэффициента избытка воз­ духа (от 0,8 до 2,0) выход­ ная скорость продуктов сго­ рания лежит выше указан­ ного предела.

Производительность го­ релки может изменяться от 25 до 125% номинальной нагрузки, причем на всех ре­ жимах горелка работает устойчиво и надежно. Особо следует подчеркнуть (это очень важно для подобных конструкций) высокую стой­ кость футеровки туннеля при больших тепловых на­ грузках.

Проведенные исследова­ ния показали, что потери тепла с охлаждающей во­ дой не превышают 3—5%. Конструкция газогорелочного устройства номиналь­ ной производительностью 250 м3 /ч отличается от опи­ санной выше тем, что устье выполнено в виде шести (а не двух) конических водоохлаждаемых насадков. Эта горелка прошла успешное испытание на одном из ком­

изменении производительно­ сти от 30 до 300 м3 /ч, т. е. диапазон регулирования был- 1 : 10. Несмотря на значи­ тельное противодавление(до 1500 мм вод. ст.), горелочное устройство длительно эксплуатировалось без ка­ ких-либо нарушений в ра­ боте.

141

Аналогичная по конструкции горелка, но предназначенная для работы с подогревом воздуха и обогащением дутья кислородом, прошла успешные испытания на плавильных агрегатах. При подо­ греве воздуха до 360° С и обогащении дутья кислородом до 30% получена температура продуктов сгорания на выходе из туннеля около 2400°С и скорости примерно 170 м/сек ( а = 1 , 0 ) . Изменение коэффициента избытка воздуха от 0,85 до 1,35 позволяет регули­ ровать температуру и восстановительный (или окислительный) по­ тенциал факела, что является весьма существенным в разных тех­ нологических схемах.

Для безокислительного нагрева и химико-термической обра­ ботки металла, а также других нагревательных операций в кон­ тролируемых средах в диапазоне рабочих температур от 500 до 1000° С в ИГ АН УССР созданы радиационные газовые трубы. Разработаны газовые трубчатые нагреватели следующих конструк­ ций: прямые, горизонтального (рис. 71, а) и вертикального распо­ ложения, тупиковые (рис. 71,6), Ѵ-образные (рис. 71,в), Р-образ- ные (рис. 71,г), W-образные (рис. 71,о), кольцевые с рециркуля­ цией продуктов горения (рис. 71, е). Газовый радиационный нагрев экономичнее электрического (себестоимость нагрева в 2—3 раза ниже). Основные технические данные газовых трубчатых нагрева­ телей приведены в табл. 59.

142

Инжекционные беспламенные панельные горелки типа ГБИ, разработанные в Гипронефтемаше, предназначены для сжигания газа в промышленных печах нефтяной, химической и других отраслей промышленности.

Особенностью горелки является то, что она способна создавать направленный тепловой поток со значительной площади излуче­ ния. У этих горелок предварительно подготовленная газовоздуш­ ная смесь горит в мелких туннелях, объединенных в керамическую панель. На все панели одной горелки установлен общий инжекционный смеситель.

Рис. 72. Панельная излучаю­ щая горелка типа ГБП Гипронефтемаша.

ционная прослойка из диа-

Горелка (рис. 72) состоит из распределительной камеры, сва­ ренной из листовой стали толщиной 4 мм; трубок, соединяющих распределительную камеру с керамическими туннелями; изоляци­ онной прослойки из диатомитовой крошки; керамических призм, свободно надевающихся на трубки; смесителя, служащего для подготовки газовоздушной смеси.

Гипронефтемаш создал два типа горелок: с габаритными раз­ мерами излучающей поверхности 500X500 и 605x605 мм. Ши­ рина горелки обоих типов одинакова — 230 мм. Разработаны кон­ струкции девяти горелок с тепловой нагрузкой от 35 000 до 530 000 ккал/ч.

Горелки отличаются друг от друга величиной шага между тун­ нелями, числом туннелей, диаметром трубок и коридорным или шахматным расположением трубок. Керамические туннели изго­ товляются из шамота класса А для рабочих температур 1200— 1500° С и из шамота класса Б для температур 600—1200° С.

Диаметр газового сопла горелки определяется расчетом по ме­ тодике, приводимой в нормали на горелки МН2932-61 и МН2933-61.

143

6000 до 8000 — 0,1—0,5, от 8000 до 25 000 — 0,5—2,5. Технические

ГипроНИИГазом (г. Саратов) создана серия горелок ГВП, предназначенных для сжигания природного газа во вращающихся печах обжига цементного клинкера и других тепловых агрегатах. Корпус горелки (рис. 73) имеет центральное отверстие, выполнен­ ное в виде сопла. Другой конец корпуса соединен с трубой. Внутри вмонтирована направляющая труба, которая центруется специ­ альными приливами.

В направляющую трубу вставлен завихритель, который имеет со стороны сопла тангенциально расположенные лопатки а. Про­ тивоположный конец завихрителя соединен с тягой, которая в свою очередь соединена через шарнир с рычагом. Рычаг закреплен на валу, имеющем сальниковое уплотнение. На противоположном конце вала жестко посажена рукоятка управления.

Положение рукоятки управления фиксируется на секторе, где

завихритель находится в крайнем левом положении, как изобра­ жено на рис. 73, а. При положении рукоятки управления на от-

144

метке 0 завихритель находится в крайнем правом положении, как изображено на рис. 73,6.

Внутри завихрителя расположен дроссель, который может пе­ ремещаться вдоль оси горелки. Конец дросселя, обращенный к соплу, имеет коническую форму. Противоположный конец дрос­ селя соединен с тягой, и управление им осуществляется анало­ гично завихрителю через шарнир, рычаг, валик и рукоятку.

дросселя на отметке Максимум дроссель находится в крайнем ле­ вом положении и проходное сечение сопла корпуса будет мини­ мальным. При положении рукоятки управления дросселем на от­ метке 0 дроссель будет находиться в крайнем правом положении и проходное сечение сопла будет максимальным (рис. 73,6).

Газ из газопровода поступает в трубу и, обтекая внешнюю поверхность направляющей трубы, проходит к соплу корпуса го­ релки. При крайнем левом положении завихрителя, соответствую­ щем положению рукоятки управления на отметке Максимум,-весь газ, выходя из лопаток в сопло, будет иметь кроме поступатель­ ного движения еще и вращательное. В этом случае при выходе из сопла газовая струя будет вытекать с большим углом раскрытия. Факел будет наиболее коротким, а зона наивысшей температуры максимально приближена к выходному сечению горелки.

При крайнем правом положении завихрителя газ, минуя его лопатки, будет выходить из сопла горелки без вращательного дви­ жения, что удалит факел от выходного сечения горелки, и зона наивысшей температуры переместится в глубь печи.

Между положениями завихрителя Максимум и 0 возможно лю­ бое промежуточное положение. Тогда только часть газа будет про­ ходить через завихритель и получать вращательное движение. Это дает возможность плавно перемещать факел и зону наивысшей температуры вдоль печи.

в горелке. При этом ее производительность сохраняется уменьше­ нием или увеличением проходного сечения сопла посредством пе­ ремещения дросселя. Возможность изменения проходного сечения сопла позволяет горелке работать в широком диапазоне давлений при постоянном расходе и (наоборот) изменять в широком диа­ пазоне расход газа при постоянном его давлении.

Испытания горелки ГВП 1 на промышленных печах цементных заводов выявили ее хорошие эксплуатационные показатели. Го­ релка обеспечивает полное сжигание газа при избытках воздуха 1,02—1,05. Производительность печей повысилась на 4—4,5% по сравнению с работой горелок обычных конструкций, улучшилось качество клинкера. Удельный расход топлива на тонну клинкера

146

снизился в среднем до 8 м3 /т. В табл. 61 приведены основные ха­ рактеристики горелок ГВП различной производительности.

Установка горелки на печь должна обеспечивать возможность быстрого извлечения горелки из печи в случаях вынужденного от­ ключения газа. Это достигается соединением горелки с газопрово­ дом гибким шлангом. Горелки ГВП с производительностью до 5000 м3 /ч могут быть установлены на напольном или подвесном ме­ ханизмах управления положением горелки в печи с механическим или ручным приводом. Горелки с производительностью газа выше 5000 м3 /ч должны быть установлены на подвесном подъемно-пере­ движном механизме управления положением горелки в печи с элек­ трифицированным приводом.

В СредазНИИГазе разработана вихревая реверсивная горелка ВРГ (рис. 74) для вращающихся трубчатых печей, которая отли­ чается от описанной выше возможностью изменять вращение фа­ кела. Горелка состоит из трех частей: насадка-сопла, корпуса и узла управления. Газ входит через патрубок и выходит из сопла. В отличие от существующих горелок в ней установлен аксиальнолопаточный завихритель 1, все лопатки которого могут одновре­ менно поворачиваться на своих шарнирных ножках 2 в желаемую сторону. Поворот лопаток осуществляется поворотом кольца 3, на которое насажены вторые ножки 4 лопаток. Кольцо 3 своим шпо­ ночным выступом связано с дросселем 5 так, что при повороте по­ следнего ручкой Завихритель кольцо 3 также поворачивается.

Дросселирование производится перемещением тяги 6 вдоль оси горелки при помощи ручки Дроссель. При этом шлицевой выступ

Таблица 62

Вихревая реверсивная горелка для вращающихся цементных печей (рис. 74)

149