![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Иссерлин А.С. Газовые горелки
.pdfНеобходимо пересчитать эту горелку для работы на попутном газе с QH =
= 12 650 ккал/м3 и рг -= 1,2 кг/м3 .
В горелке для выхода газа имеется 42 сопловых отверстия диаметром 2,1 мм каждое, т. е.
/=•=42-0,785-0,00212= 145-10-е м*.
По формуле (5) новая площадь газовыпускных отверстий
8500
Ft = 145- 10-е T g g o Ö ^ 9 7 ' 5 ' 1 0 " 6 м 2 -
Если оставить число газовыпускных отверстий без изменения, то нужно уменьшить их диаметр до 1,7 мм. Однако можно и не изменяя диаметра газо выпускных отверстий уменьшить их число до 28.
В случае кратковременной работы на газе иного состава нет смысла пере делывать горелку, а лучше пересчитать номинальное давление газа и воздуха перед ней. В нашем примере для сохранения расчетной тепловой нагрузки го релки давление газа и воздуха должно быть соответственно изменено
1,2 / 8500 \2
Pi= 1 30-ÖJ5^T265ÖJ = 9 4 м м в о д - с т - ;
/8500-14 \2
// г = 60 Y2g50.9 51 =59,5 мм вод. ст.
Из разобранного примера |
видно, что необходимое |
давление воздуха |
почти |
||
не изменилось. Это объясняется |
тем, что при сжигании |
газа с различной |
тепло |
||
той сгорания часовое количество воздуха, идущего |
на |
горение, |
практически |
||
остается постоянным, если сохраняется тепловая нагрузка |
горелки. |
|
|
ГЛАВА III
КО Н С Т Р У К Т И В Н Ы Е И Э К С П Л У А Т А Ц И О Н Н Ы Е
ХА Р А К Т Е Р И С Т И К И ГАЗОВЫХ Г О Р Е Л О К
ГОРЕЛКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КОММУНАЛЬНЫХ И БЫТОВЫХ УСТАНОВКАХ
Наибольшее распространение в городском хозяйстве получили инжекционные горелки низкого давления частичного предвари
тельного |
смешения. |
Это объясняется |
тем, что установка горелок |
||||||||||||
с |
принудительной |
подачей |
воздуха |
у |
не |
|
|
|
|||||||
больших и сильно разрозненных потребите |
|
|
|
||||||||||||
лей не |
целесообразна |
и |
экономически |
не |
|
|
|
||||||||
выгодна. |
Кроме |
того, |
в |
установках |
малой |
|
|
|
|||||||
производительности |
можно добиться |
хоро |
|
|
|
||||||||||
шего |
сжигания |
газа и |
с |
помощью |
инжек- |
|
|
|
|||||||
ционных |
горелок низкого |
давления. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
Широкое |
распространение |
в |
последнее |
|
|
|
||||||||
время |
в |
различных |
областях |
получили |
го |
|
|
|
|||||||
релки инфракрасного излучения. Они при |
|
|
|
||||||||||||
меняются для тепловой обработки различ |
|
|
|
||||||||||||
ных |
материалов, |
сушки |
оштукатуренных |
|
|
|
|||||||||
стен |
зданий |
и |
лакокрасочных |
покрытий, |
|
|
|
||||||||
обогрева рабочих площадок, лучистого ото |
|
|
|
||||||||||||
пления в цехах с большими |
теплопотерями |
|
|
|
|||||||||||
и |
помещениях, |
где люди |
бывают |
периоди |
|
|
|
||||||||
чески (выставочные залы, открытые трибу |
|
|
|
||||||||||||
ны, плавательные бассейны), |
и т. д. |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
На |
рис. 9 представлена конфорочная го |
Рис. 9. |
Вертикальная |
кон |
||||||||||
|
форочная |
горелка унифици |
|||||||||||||
релка |
унифицированной |
газовой |
плиты, |
рованной плиты. |
|
||||||||||
имеющая номинальную |
тепловую |
нагрузку |
/ — крышка; 2 — головка; 3 — |
||||||||||||
1500—1700 ккал/ч. По ее вертикальной |
оси |
смеситель |
(диффузор); |
4 — |
|||||||||||
шибер; 5 — сопло; 6 — кор |
|||||||||||||||
размещены газовое сопло, диффузор и |
пус сопла. |
|
|||||||||||||
крышка. |
Шибер |
регулировки первичного |
|
|
|
воздуха находится на корпусе сопла. Горелка рассчитана на сжи гание газов с различной теплотой сгорания при соответствующей замене газового сопла.
Инжекционная горелка низкого давления, применяемая в водо нагревателях завода Ленгазаппарат (рис. 10), состоит из двух ин-
31
жекторов, присоединенных к общей смесительной камере. Газ в каждый из инжекторов поступает через сопло, которое имеет три отверстия. Диаметры отверстий зависят от теплоты сгорания газа. Газовоздушная смесь из смесительной камеры поступает в распре делитель, состоящий из 13 трубок со щелевыми отверстиями, разме щенными вдоль оси трубки в 2 ряда. Горелка имеет номинальную
тепловую нагрузку от 18 000 до 21000 ккал/ч. |
Для агрегатов, |
имеющих круглую топку с высотою не менее 400 |
мм, Мосгазпроек- |
Рис. 10. |
Инжекционная |
горелка низкого давления |
проточного |
||
|
водонагревателя |
(Ленгазаппарат). |
|
||
/ — тройник; 2 — штампованные |
пластины; |
3 — диффузор; 4 — сме |
|||
|
сительная камера; |
5 — распределитель; 6 — сопло. |
|||
том разработана инжекционная горелка |
низкого давления (рис. И ) . |
||||
Горелка ранее |
выпускалась |
с соплом, |
имеющим |
регулировочную |
иглу, позволявшую настраивать горелку на сжигание газов с раз
ной |
теплотой |
сгорания. |
Однако в эксплуатации это устройство |
||
себя |
не оправдало, и в |
настоящее |
время |
горелки выпускаются |
|
с различными |
соплами |
(для природного |
и сжиженного газов), |
||
имеющими определенные |
диаметры |
выходных отверстий. |
Смеситель горелки представляет собой согнутую под углом 90° профилированную трубу. На диффузор смесителя надевается чу гунный насадок. Огневые отверстия в насадке просверлены в спе
циальных |
приливах, расположенных |
в |
один |
ряд, |
что улучшает |
||
условия подвода вторичного воздуха к факелам. Так как |
горелка |
||||||
работает |
с коэффициентом избытка |
воздуха |
а г < 1 , 0 , |
это |
условие |
||
является |
необходимым. Расположение |
отверстий |
по |
окружности |
32
позволяет равномерно распределить тепло по топке, а большое ко личество отверстий делает возможным получение факелов неболь шой высоты. Горелка работает устойчиво при изменении давления природного газа от 10 до 180 мм вод. ст. и сжиженного газа — от 20 до 400 мм вод. ст. Аналогичную конструкцию имеют и горелки повышенной теплопроизводительности. Горелки этой конструкции
Рис. 11. Инжекционная горелка для агрегатов, имеющих круглую топку.
/ — подвод газа; 2 — сопло; |
3 — смеситель; |
4 — распределитель с огневыми |
||
отверстиями; |
5 — регулятор первичного воздуха. |
|
||
устанавливаются на водонагревателях |
АГВ и кипятильниках КНД. |
|||
Основные характеристики горелок приведены в табл. 4. |
|
|||
Газогорелочное устройство ГК-17 |
(рис. |
12,а) устанавливается |
||
на отопительных и отопительно-варочных |
печах. Оно |
состоит из |
||
следующих основных узлов: топочного щитка, насадка, |
смесителя |
и защитной автоматики. Топочный щиток изготовляется из |
листо |
вой стали толщиной 1,5 мм и винтами крепится к рамке. |
Рамка |
с помощью проволоки укрепляется в кирпичной кладке. |
|
3 А. С. Иссерлин |
33 |
Таблица 4
Инжекционные горелки для агрегатов, имеющих круглую топку (рис. 11)
|
|
|
|
Газовыпускные |
|
|
|||
Номинальная |
Диаметр |
отверстия |
Габаритные раз |
Масса, |
|||||
тепловая |
нагрузка, |
сопла dc, |
|
|
|
меры |
HXLxD, |
||
|
|
|
кг |
||||||
ккал/ч |
|
мм |
Количе |
Диаметр |
мм |
||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
ство |
п |
d, мм |
|
|
|
6000 |
|
2,3 |
84 |
|
3,5 |
152X355X186 |
6,0 |
||
|
1,5 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
000 |
|
3,2 |
126 |
|
2,7 |
137X384X244 |
4,5 |
|
|
2,1 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
400 |
|
4,2 |
124 |
|
4,0 |
175 X 565X 370 |
9,6 |
|
|
2,8 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и я . |
1. |
Номинальное |
давление |
природного газа 130, сжижен |
|||||
ного газа — 300 мм вод. ст. 2. В числителе |
даны |
диаметры |
сопел для |
природного |
|||||
газа, в знаменателе — для |
сжиженного. |
|
|
|
|
|
|||
a |
s |
9 |
ю |
|
|
|
|
|
|
Рис. 12. Газовая горелка ГК-17.
а—общий вид горелки; о"—установка трубки Максимова.
/ — воздух; / / — смесь продуктов сгорания и газа.
/ — электромагнитный |
клапан; |
2 — регулятор первичного |
воздуха; |
3 — термо |
|||||||||||
пара; |
4 — трубка |
Максимова, |
служащая |
одновременно |
запальником; |
5 — ос |
|||||||||
новная |
горелка; |
6 — отверстие |
для |
подвода вторичного |
воздуха; |
7 |
— топочный |
||||||||
щиток; |
8 — глазок для |
розжига; |
9 — смотровое |
окно; |
10 — трубка |
для |
по |
||||||||
дачи газа к |
запальнику; |
И — рамка; |
12 — пусковая |
кнопка; |
13 |
— отверстие |
|||||||||
для входа в трубку газа от |
электромагнитного |
клапана; |
14 — отверстие |
для |
|||||||||||
входа |
в трубку |
воздуха |
(при |
нормальной тяге) и для выхода |
смеси |
про |
|||||||||
|
дуктов |
сгорания |
и |
газа |
(при отсутствии |
тяги в |
дымоходе |
печи). |
|
34
Насадок горелки выполняется литым из чугуна. По всей длине
насадка просверлены 3 ряда отверстий |
диаметром 4,0 мм для вы |
|
хода газовоздушной смеси. Смеситель |
горелки |
такой же, как и |
у большинства инжекционных горелок. |
|
|
Защитная автоматика (рис. 12, б) |
состоит из |
электромагнит |
ного клапана, термопары и трубки конструкции Максимова, кото рая служит одновременно и запальником горелки. При нормальной тяге в дымоходе запальник нагревает термопару и электромагнит ный клапан пропускает газ на горелки. Если во время работы печи произойдет завал дымохода, опрокидывание тяги и т. д., то в топ ливнике печи образуется давление выше атмосферного и газ из трубки Максимова будет выходить в помещение. При этом запаль ник погаснет, термопара охладится и закроется электромагнитный клапан, прекратив доступ газа в горелку.
Теплотехнические испытания горелки показали, что полное сжи гание газа достигается при коэффициенте избытка воздуха в топ
ливнике |
печи а т = 1,6 ч-1,7. |
Коэффициент избытка |
первичного |
воз |
духа а г |
= 0,35-г0,4. Кроме |
того, ГипроНИИГазом |
разработана |
го |
релка ГК-25 для печей повышенной теплоемкости, аналогичная по конструкции описанной выше.
На многих отопительных печах установлены газовые инжекционные горелки низкого давления ГДП-1,5. Фронтовой щиток го релки с помощью шпилек крепится к топочной рамке. Рамка укрепляется в кладке печи металлическими полосами перед уста
новкой горелки. |
Горелка |
заканчивается двумя |
щелевыми |
насад |
ками. Первичный |
воздух |
подсасывается в горелку через регуляторы, |
||
а вторичный воздух поступает через поддувальную дверцу. |
|
|||
Автоматика безопасности для этой горелки |
состоит из термо |
пары, запальника и электромагнитного клапана. Перекрытие элек
тромагнитного |
клапана |
происходит через |
40—60 |
сек после того, |
как погаснет |
запальник. |
Для включения |
горелки |
необходимо от |
крыть кран на подводящем газопроводе, нажать кнопку электро магнитного клапана и зажечь запальник. Зажигание запальника производится через смотровое окно, размещенное на фронтовом щитке.
Ввиду того что горелка ГДП-1,5 не имеет автоматики, прекра щающей подачу газа при отсутствии тяги в дымоходе, она должна устанавливаться на печах в комплекте с сигнализатором тягиЭБА. Сигнализатор ЭБА отключает горелку через 25—30 сек после нару шения тяги в дымоходе.
Ранее выпускались также газогорелочные устройства ГУК-1 и ГУК-2 для переоборудования комнатных печей, смонтированные соответственно на стандартной чугунной поддувальной дверце и на стандартной чугунной топочной дверце. Автоматика этих горелок аналогична автоматике горелки ГДП-1,5, т. е. срабатывает только при погасании пламени в топливнике. Горелки рассчитаны как на периодический, так и на непрерывный режим работы. Устройства ГУК-1 и ГУК-2 по конструкции одинаковы. Их крайние две го-
3* |
35 |
релки — периодического действия, а средняя, непрерывного дей ствия, служит одновременно и запальником.
В настоящее время выпускается модернизированная горелка ГУК-1М (рис. 13), снабженная дополнительно автоматикой по тяге в дымоходе. Автоматика состоит из электромагнитного клапана и трубки конструкции Максимова с термопарой, описанных выше.
На рис. 14 показана газовая горелка ГК-ГПТ. Конструктивно она аналогична описанным горелкам, однако отличается автомати кой безопасности. Автоматика состоит из термодатчика, запаль ника, рычага-фиксатора с пружиной, регулирующего кронштейна и механического клапана.
Для того чтобы зажечь запальник, необходимо нажать кнопку механического клапана. Факел запальника нагреет термодатчик, который удлинится по направлению' к щитку горелки. Рычаг-фик сатор сдвинется в сторону от топочного щитка и перекроет кнопку механического клапана. В этом положении кнопки механический клапан пропустит газ к запальнику и коллектору основной горелки.
36
Затем открывают запорный кран коллектора горелки, и происхо дит воспламенение газовоздушной смеси, выходящей из двух труб чатых насадков. При наличии тяги газогорелочное устройство раз жигается за 20—25 сек.
При |
отсутствии |
тяги |
в топливнике пламя инжекционного |
запальника будет |
неустойчивым, и поэтому термодатчик не про |
||
греется, |
рычаг-фиксатор не |
перекроет кнопку механического кла- |
|
|
» '2 |
7J |
230 |
|
|
|
Рис. |
14. Газовая горелка |
ГК-ГПТ. |
|
|
|
|||
7 — газовый коллектор; 2 — регулятор первичного воздуха; 3 — смеситель; |
4 — рамка; 5 — |
||||||||||
пусковая |
кнопка |
механического |
клапана; |
6 — кронштейн, жестко связывающий механический |
|||||||
клапан с |
топочным |
щитком; |
7 |
— рычаг-фиксатор; |
S — запорный |
кран; |
9 — термодатчик; |
||||
10 — кронштейн |
для |
регулировки |
рычага-фиксатора; |
// — пружина; |
12 — топочный |
щиток; |
|||||
13 — отражатель; |
14 — инжекционный запальник; 15 |
— глазок для |
розжига |
и наблюдения; |
|||||||
|
16 — механический |
клапан; |
17 — фильтр; |
18 — основные горелки. |
|
||||||
пана и горелка |
не зажжется. |
В случае |
завала |
дымохода |
в про |
цессе работы горелки в топливник поступает недостаточное коли чество вторичного воздуха для полного сгорания газа. Факел запальника станет нестабильным, и термодатчик остынет. В резуль тате фиксатор отойдет к щитку горелки и освободит кнопку меха нического клапана.
Рычаг-фиксатор настраивается регулирующим кронштейном. При вывинчивании или ввинчивании кронштейна меняется положе ние фиксирующего конца относительно кнопки клапана.
37
Время отсечки клапана при отсутствии разрежения (вызван ного розжигом горелки с закрытой задвижкой печи или завалом
дымохода) |
составляет |
10—15 |
сек. Длительная проверка |
автома |
|||||||
тики показала |
ее надежность. |
|
|
|
|
|
|
||||
В табл. |
5 |
приведены сравнительные |
характеристики |
горелок |
|||||||
для отопительных печей. |
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|||||
|
|
|
Газовые |
горелки для отопительных печей |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
Показатели |
|
|
|
Марка |
горелки |
|
|
||||
|
|
|
|
|
ГУК-2.ГУК-1М |
г к - г п т |
|||||
|
|
|
ТДП-1,5ГК-17 ГК-25 ! ГУК-1 |
||||||||
Номинальная |
тепловая |
13800 |
|
|
|
8000 |
8000 |
13500 |
13500 |
||
нагрузка, |
ккал/ч . . . |
12750 |
25500 |
||||||||
Номинальное |
давление |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
природного |
газа перед |
130 |
|
130 |
130 |
100 |
100 |
130 |
130 |
||
горелкой, |
мм |
вод. ст. |
|
||||||||
Габаритные |
размеры, мм: |
160 |
|
220 |
220 |
160 |
235 |
270 |
210 |
||
высота |
|
|
|
||||||||
ширина |
|
. . . . |
195 |
|
200 |
340 |
200 |
280 |
220 |
230 |
|
длина |
|
|
|
295 |
|
430 |
620 |
405 |
375 |
680 |
520 |
Масса, кг |
|
|
|
7,0 |
|
6,1 |
7,3 |
9,7 |
12,6 |
8,5 |
9,0 |
Рис. 15. Инжекционная горелка для котлов типа ВНИИСТО-Мч.
38
Все типоразмеры водогрейных котлов ВНИИСТО-Мч снаб жаются специально разработанными инжекционными горелками низкого давления. Насадок горелки (рис. 15) имеет прямоуголь ную форму в виде рамки, с перемычкой посередине. Подвод газо воздушной смеси из смесителя осуществляется к центру перемычки, а затем с двух сторон к выходным отверстиям, расположенным по периметру рамки. Двухрядное расположение по насадку огневых отверстий позволяет сократить его размеры, однако ухудшает условия подвода вторичного воздуха. Это несколько увеличивает длину факела по сравнению с горелками, имеющими однорядное расположение отверстий. Горелки работают устойчиво в диапазоне давлений природного газа от 5 до 180 мм вод. ст. и сжиженного газа — от 10 до 400 мм вод. ст. Основные характеристики горелок приведены в табл. 6.
Таблица 6
Инжекционные горелки для секционных котлов ВНИИСТО-Мч (рис. 15)
Показатели |
|
|
|
Количество |
секций в |
котле |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
4 |
|
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
|
Количество |
|
горелок, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
устанавливаемых |
на |
1 |
|
1 |
1 |
2 |
|
2 |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Тепловая |
|
нагрузка |
го |
|
|
|
22 400 16 000 |
21 |
550 |
26 400 |
||
релки, |
ккал/ч . . . . |
11 900 |
17 850 |
|||||||||
Расход газа, м3 /ч: |
|
|
|
|
2,6 |
|
2,5 |
3,1 |
||||
природного . . . |
1,4 |
|
2,1 |
1.9 |
||||||||
сжиженного . . . |
0,54 |
|
0,80 |
1,00 |
0,73 |
0,98 |
1,20 |
|||||
Диаметр |
сопла |
горелки |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
dc, мм: |
природного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
для |
|
3,2 |
|
4.0 |
4,5 |
3,8 |
4,3 |
4,8 |
||||
для |
|
сжиженного |
|
|||||||||
|
|
|
|
3,0 |
|
2,8 |
3,2 |
|||||
газа |
|
|
|
2,1 |
|
2,7 |
2,5 |
|||||
Количество |
отверстий |
|
98 |
|
142 |
142 |
78 |
ПО |
178 |
|||
Габаритные |
размеры, мм: |
455 |
487 |
565 |
666 |
825 |
990 |
|||||
L |
|
|
|
|
||||||||
H |
|
|
|
|
155 |
|
155 |
155 |
191 |
191 |
191 |
|
В |
|
|
|
|
192 |
• |
192 |
192 |
130 |
130 |
130 |
|
|
|
|
|
|
6,9 |
|
8,9 |
14,3 |
7,7 |
9,4 |
14,8 |
|
П р и м е ч а н и я . |
1. |
Номинальное |
давление природного |
газа |
130, |
сжижен |
||||||
ного —• 300 |
мм |
вод. ст. 2. |
Диаметр |
газовыпускных |
отверстий |
для |
всех |
горелок |
||||
4 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Горелки устанавливаются на уровне колосниковой решетки (ко торая снимается при работе на газе), а вместо топочной дверки устанавливается фронтовая плита. К фронтовой плите крепятся подводящий газопровод, горелка и приборы автоматики. Горелка
39