книги из ГПНТБ / Иссерлин А.С. Газовые горелки

кольца 3 может свободно перемещаться по канавке 7 на дросселе 5, не влияя на поворот лопаток. Следовательно, завихрение и дроссе­ лирование газа производятся одной тягой 6, соответственно ее по­ воротом или перемещением. Для перемещения дросселя установ­ лена направляющая втулка 8.

Разработано 6 типоразмеров горелки (табл. 62), причем каж­ дый имеет несколько модификаций, отличающихся теплопроизводительностью. Все типоразмеры серийно изготовляются Джам - бульским ремонтно-механическим заводом Министерства промыш­ ленности строительных материалов Казахской ССР.

Рис. 75. Плоскопламенная горелка типа ГПП.

Для создания мощного источника равномерного нагрева значи­ тельных по площади тепловоспринимающих поверхностей в ИГ АН УССР созданы газовые плоскопламенные горелки ГПП (рис. 75). Основные технические характеристики всех типоразмеров приве­ дены в табл. 63. Горелки данного типа с успехом могут быть при­ менены на печах и теплообменных аппаратах металлургической, машиностроительной, химической и других отраслей промышлен­ ности. Развитие и выгорание факела происходят в плоскости, нор­ мальной оси горелки. Продукты сгорания, выходя из туннеля, веерообразно растекаются тонким слоем по поверхности кладки, образуя зону высоких температур. Конструкция горелки обеспечи­ вает выравнивание поля температур и тепловых потоков уже на расстоянии 200—250 мм от излучающей поверхности кладки. Но­ минальное давление воздуха для горелок при 20°С составляет 300 мм вод. ст.

Природный газ для отопления мартеновских печей широко при­ меняется в последнее время на отечественных заводах. Имеются

150

Таблица 63

Плоскопламенные горелки ИГ АН УССР (рис. 75)

Типоразмер

различные способы его использования для отопления печей. Выбор того или иного способа определяется технико-экономическими со­ ображениями, а также конструкцией мартеновских печей. Природ­ ный газ может использоваться в печах, отапливаемых ранее смесью коксового и доменного газов, мазутом, а также во вновь строящихся.

При отоплении печей высококалорийным топливом необходимо стремиться к повышению светимости и жесткости факела, а также желательно иметь возможность управлять факелом по ходу плавки, т. е. изменять его длину и окислительную способность. Большие работы в этом направлении проведены в Уральском политехниче­ ском институте. В частности, по авторскому предложению В. Г. Лисиенко, Н. И. Кокарева, Б. И. Китаева создана газомазутная го­ релка, имеющая форсунку с выхлопной трубой. Эта конструкция мазутной части позволяет регулировать удельный расход распыли­ теля и тем самым влиять на величину факела и его окислительную способность.

Газомазутная горелка (рис. 76) сконструирована на базе мазут­ ных форсунок УПИ с центральной подачей топлива и выхлопными трубами. Горелка выполнена водоохлаждаемой. Полость между внутренней трубой водоохлаждаемой фурмы и корпусом форсунки

151

используется для подачи природного газа. Лобовая часть горелки имеет два отверстия для выхода: сопло для компрессорного воз­ духа и газовое. Мазутная форсунка горелки имеет подвижное сопло с ходом около 250 мм. Сопло перемещается внутри выхлопной трубы, начало которой выполнено в виде конуса. Перемещение его

à

Рис. 77. Одноканальная головка со смесительным устройством.

внутри конусного участка трубы дает возможность регулировать расход распылителя в широких пределах. Кроме того, сопло можно вводить и внутрь выхлопной трубы, изменяя ее длину.

Горелка во время испытаний на мартеновской печи обеспечи­ вала подачу 1700 м3 /ч природного газа и 2500 кг/ч мазута. Газо­ мазутная горелка данной конструкции может работать как по га-

153

зомазутному варианту, так и только на мазуте. В качестве распы­

В этом же институте разработана конструкция одноканальной головки со смесительным устройством (рис. 77). В предложенной головке осуществляются процессы подготовки (газификация и пи­ ролиз) жидкого и газового топлива до входа в рабочее простран­ ство мартеновской печи. Воздух, подогретый в регенераторах, эжектируется в смесительное устройство двумя жесткими струями сжатого воздуха или кислорода. Общее количество воздуха, пода-

ваемого таким способом, составляет 40—50% от необходимого для горения. Распыленное жидкое топливо или природный газ вво­ дятся в центральную часть смесительного устройства — кессона. Воздух, необходимый для полного сжигания топлива, подается по боковым каналам между кессоном и стенками головки. Для регу­ лирования светимости и длины факела достаточно изменить расход сжатого воздуха. Положительной стороной такой головки является то, что она может работать на высокосернистом мазуте.

Газокислородная горелка (рис. 78), предназначенная для плавки металла, перегрева расплава и продувки его кислородом, создана при участии автора и испытывалась на одном из метал­ лургических комбинатов в вертикальном конверторе. Горелка имеет водяное охлаждение корпуса для предотвращения его перегрева. Природный газ подается через насадок, который имеет 12 отвер­ стий, расположенных симметрично по окружности. Кислород по­ дается по кольцевому пространству между газовым насадком и водоохлаждаемым корпусом. Центральная трубка предназначена для подачи кислорода на продувку, но может быть также исполь­ зована для подачи части кислорода на горение. Производитель­ ность испытанной горелки по природному газу 40 м3 /ч. Расход кис­ лорода на горение зависит от коэффициента избытка кислорода и

155

применение так называемые погружные газовые горелки, предна­ значенные для контактного нагрева жидкости. Продукты сгорания газа барботируют через жидкость, при этом обеспечивается интен­ сивная теплопередача от газов и жидкости, хорошее перемешива­ ние теплоносителей и значительно сокращается время нагрева. В Центрэнергометаллургпроме разработано и изготовлено по­ гружное газогорелочное устройство (рис. 80) для нагрева раство­ ров в открытых ваннах до 80 С.

Основная горелка устанавливается вертикально в керамической камере, стенки которой охлаждаются воздухом, поступающим за­ тем через завихритель в горелку. Газ подается через систему газо­ выходных отверстий в закрученный поток воздуха, в результате чего достигается хорошее смешение. Продукты сгорания посту­ пают в нагреваемую жидкость через перфорированную распреде­ лительную трубу.

Для зажигания основной горелки используется запальная го­ релка. Пуск ее осуществляется с помощью электромагнитного кла­ пана и электросвечи. После включения основной горелки запаль­ ная автоматически отключается. Для контроля за наличием пла­ мени в камере сгорания установлен фотодатчик. Давление газа и воздуха перед горелкой 0,3 кгс/см2 . Горелка снабжена автомати­ кой регулирования и безопасности.

Испытания газогорелочного устройства показали, что оно рабо­ тает устойчиво и обеспечивает полное сжигание газа. Температура нагреваемой жидкости равномерна по глубине и ширине ванны.

156

хлопной патрубок, проходят через кольцевой зазор и демпферную решетку, увлекая за собой нагреваемую жидкость. Новые порции жидкости на нагрев поступают через торцевой срез и отверстия в нижней части циркуляционной трубы. Технические характери­

стики горелки следующие:

157

В ИГ АН УССР разработано несколько модификаций электро­ газовой горелки для интенсификации тепловых процессов в метал­ лургии, машиностроении и химической промышленности (рис. 81).

Ее конструкция позволяет получать факел с температурой продук­ тов сгорания порядка 2500—3000° С. Это достигается за счет сжи­ гания природного газа в электрическом поле высокого напряжения (1500—3500 в). Необходимая электропроводность факела соз­ дается введением в него легкоионизируемых добавок. Изменяя ве-

158

личину плотности электрического поля факела, можно регулиро­ вать в широком диапазоне температуру факела независимо от из­ бытка окислителя. Технические характеристики двух типоразмеров горелки приведены в табл. 64.

ГОРЕЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ КАМЕР СГОРАНИЯ ГТУ

ИПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

Вцелом ряде топливосжигающих устройств промышленности и энергетики требуются горелки, способные эффективно и устойчиво работать при высоких и переменных избытках воздуха (камеры сгорания ГТУ, парогазотурбинных и сушильных установок и др.). При использовании распространенных конструкций горелок для этих установок необходимо сжигать топливо при избытках воздуха, близких к теоретически необходимым, а нужное снижение темпе­ ратуры продуктов сгорания производить путем последующего раз­

бавления их избыточным воздухом или рециркулирующей смесью.

В случаях, когда по условиям технологии уровень нагрева га­ зов должен меняться, для обеспечения высокой полноты сгорания топлива необходимо осуществлять регулируемое распределение воздуха между зоной горения и смесителем. Это усложняет кон­ струкцию горелки и системы регулирования всей установки, а так­ же снижает степень надежности их работы. Необходимость в та­ кой регулировке особенно велика при сжигании природного газа, который обладает узкими концентрационными пределами распро­ странения пламени.

В Киевском политехническом институте по авторскому предло­ жению В. А. Христича создана оригинальная конструкция газовой горелки с раздельной подачей газа и воздуха, обеспечивающая вы­ сокую интенсивность процессов смесеобразования и горения и об­ ладающая свойством саморегулируемости состава сгорающей смеси при переменных избытках воздуха.

Отличительной особенностью созданной горелки является то, что она при раздельной подаче газа и воздуха обеспечивает почти

159