книги из ГПНТБ / Иссерлин А.С. Газовые горелки
.pdf2,0 мм вод. ст. При меньших значениях разрежения наблюдается неполное сжигание газа из-за недостатка воздуха. Коэффициент избытка воздуха в топке а = 1,25-=-1,35. Скорость воздуха в щели не должна превышать 2—2,5 м/сек. Минимальное давление газа перед горелкой 20, номинальное—130 мм вод. ст. Разработаны ти поразмеры этой горелки с расходом газа от 5 до 75 м3 /ч. В табл. 18 приведены основные характеристики этих горелок.
Подовые горелки низкого давления конструкции
|
|
S |
- |
О |
Диаметргазо коллекторавого D |
Диаметргазо выходныхот верстий,мм |
|
Номиналь |
."А |
|
|
||
Тип |
ная тепло |
|
|
|
|
|
горелки |
вая на |
m \J |
3 |
|
|
|
грузка, |
мм |
|
||||
|
ккал/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
Я в- «о |
|
|
||
ПГ-Н-5 |
42 500 |
та 09 |
и |
25 |
1,4 |
|
a |
s5И |
|||||
ПГ-Н-7 |
59 500 |
|
7 |
|
25 |
1,4 |
ПГ-Н-10 |
85000 |
|
10 |
|
25 |
1,4 |
ПГ-Н-15 |
127 500 |
|
15 |
|
40 |
1,4 |
ПГ-Н-20 |
170 000 |
|
20 |
|
40 |
1,4 |
ПГ-Н-35 |
297 500 |
|
35 |
|
40 |
1,4 |
ПГ-Н-50 |
425 000 |
|
50 |
|
50 |
1,6 |
ПГ-Н-75 |
637 500 |
|
75 |
|
50 |
1,6 |
Таблица 18
Укргипроинжпроекта (рис. 29)
Ширина щели А, мм |
Длина щели L, мм |
Площадь сече ния для подвода воздуха, м2 |
Количество га зовыходных от верстий |
|
J |
|
|
90 |
220 |
0,010 |
26 |
90 |
300 |
0,014 |
38 |
90 |
400 |
0,020 |
52 |
ПО |
580 |
0,030 |
76 |
ПО |
760 |
0,040 |
100 |
ПО |
1320 |
0,070 |
174 |
120 |
1720 |
0,100 |
170 |
120 |
2550 |
0,150 |
254 |
П р и м е ч а н и е . Шаг между отверстиями для горелок ПГ-Н-5 — ПГ-Н-35— 15 мм, для горелок ПГ-Н-50 и ПГ-Н-75 — 20 мм.
Для установки в топках секционных котлов и других агрегатов может применяться подовая одноколлекторная многощелевая го релка, разработанная Ленгипроинжпроектом. Она рассчитана на сжигание природного газа низкого давления. Воздух, необходимый для горения, поступает в горелку за счет разрежения в топке. Для нормальной работы горелки за котлом должно обеспечиваться раз режение не ниже 5 мм вод. ст.
Газовый коллектор |
горелки |
выполнен из трубы диаметром |
48 мм с двумя рядами |
отверстий, |
расположенными под углом 90° |
относительно друг друга. Футеровка щели выполнена таким обра зом, что сверху она перекрыта тремя рядами кирпича, образую щими четыре щели для выхода газовоздушной смеси. В результате факел разбит на четыре отдельных факела, чем достигается сокра щение его длины [26].
В результате испытания многощелевой горелки (табл. 19) выяв лено, что теплотехнические показатели работы котла улучшаются
61
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
19 |
|
|
Многощелевая одноколлекторная подовая горелка на котле |
НРч-25 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
(результаты |
испытаний) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Паропроизводительность |
|
||||
|
|
Показатели |
|
|
|
|
котла, % от |
номинальной |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
80 |
|
100 |
120 |
|
Расход газа на котел, м3 /ч |
|
|
|
|
26 |
37 |
|
45 |
56 |
|
||||
Давление газа |
перед |
горелкой, |
мм вод. ст. . . |
. |
27 |
50 |
|
71 |
110 |
|||||
Коэффициент |
избытка |
воздуха |
за котлом . . |
. |
1,46 |
1,35 |
|
1,22 |
1,41 |
|||||
Температура уходящих |
газов, |
°С |
|
|
|
118 |
138 |
|
174 |
208 |
||||
Потери |
тепла, |
% : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
уходящими |
газами |
|
|
|
|
6,3 |
6,2 |
|
7,5 |
10,3 |
|||
от химической |
неполноты горения . . . |
. |
0 |
0 |
|
0,25 |
0 |
|
||||||
в |
окружающую |
среду |
|
|
|
|
11,8 |
8,7 |
|
7,5 |
5,8 |
|||
К. п. д. котла, |
% |
|
|
|
|
|
|
81,9 |
85,1 |
|
84,75 |
83,9 |
||
по сравнению с работой |
однощелевой |
горелки: |
на |
3—5% |
повы |
|||||||||
шается к. п. д. котла за счет снижения |
температуры |
уходящих га |
||||||||||||
зов и уменьшается |
оптимальный |
коэффициент |
избытка воздуха. |
|||||||||||
Разработаны шесть типоразмеров горелки на номинальное дав |
||||||||||||||
ление |
газа 100 мм вод. ст. Минимальное давление газа |
|
15 мм вод. ст. |
|||||||||||
В табл. 20 приведены основные характеристики |
этих |
горелок. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
20 |
|
|
|
Многощелевая |
одноколлекторная |
подовая |
горелка |
|
|
|
||||||
Номинальная |
Расход газа, |
Диаметр |
|
Шаг |
между |
|
Количество |
|||||||
тепловая |
|
газовыходных |
|
|||||||||||
мз/ч, при С?н= |
отверстия |
|
газовыходных |
|||||||||||
нагрузка, |
отверстий, |
|
|
|||||||||||
= 8500 ккал/мз |
|
ми, мм |
|
отверстий |
|
|||||||||
ккал/ч |
|
мм |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
264 000 |
|
|
31 |
|
|
2,0 |
|
16 |
|
|
85 |
|
||
374 000 |
|
|
44 |
|
|
2,2 |
|
19 |
|
|
98 |
|
||
580 000 |
|
|
68 |
|
|
2,2 |
|
16 |
|
166 |
|
|||
655 000 |
|
|
77 |
|
|
2,2 |
|
17 |
|
186 |
|
|||
730000 |
|
|
86 |
|
|
2,2 |
|
17 |
|
208 |
|
|||
810 000 |
|
|
95 |
|
|
2,2 |
|
18 |
|
230 |
|
Укргипроинжпроект разработал конструкцию инжекционной го релки (рис. 30) с индивидуальными керамическими смесителями и общим туннелем, которая названа «форкамерной». Горелка уста-
62
Регулятоі Воздуха ^jj |_
Рис. 30. Форкамерная горелка конструкции Укргипроинжпроекта низкого давления (с двумя коллекторами)
/ — газовый коллектор с соплами; 2 -отверстия для зажигания |
горелки; 3 — смотровое окно; |
4- |
опорная рама; 5 |
— керамический |
блок-смеситель; |
6 — форкамера. |
|
OS СО
навливается на поду топки агрегата. Конструкции горелок низкого и среднего давления одинаковы. Горелка состоит из металлической трубы с одним рядом газовыпускных отверстий (диаметр 3,0— 6,0 мм, шаг 140 мм), кирпичной огнеупорной кладки (моноблок), образующей ряд каналов-смесителей, и форкамеры (туннеля) из огнеупорного кирпича. Моноблок выполнен из стандартного кир
пича, высота и |
длина |
каналов-смесителей равны |
соответственно |
|
250 и 75 мм, а ширина |
определяется |
расчетом. |
|
|
Моноблок выкладывается на металлической раме, к которой |
||||
крепится труба |
горелки, имеющая |
специальные |
направляющие |
штыри. Воздух для горения поступает за счет инжектирующей спо собности струй газа. В каналах-смесителях происходят смешение газа с воздухом, подогрев газовоздушной смеси и зажигание на выходе из канала. Из каналов смесь поступает в общий огнеупор ный туннель-форкамеру, где и происходит в основном сгорание газа.
Тепловое напряжение топочного объема может доходить на газе
низкого давления до |
300 и на газе среднего давления — до |
|
400 тыс. к к а л / ( м 3 ч ) . |
Номинальное давление |
газа принимается |
130 для низкого и 3000 мм вод. ст. для среднего |
давления. |
Испытания форкамерных горелок низкого и среднего давления на секционных отопительных котлах (МГ-2, HP-18, «Энергия», «Универсал»), вертикально-цилиндрических (ВГД, ММЗ, ТМЗ) и котлах типа Д К В Р показали, что при таком методе переоборудо вания котлов на газ могут быть достигнуты высокие теплотехниче ские показатели.
Зажигание форкамерной горелки производится инжекционным
запальником. |
Факел |
подносится |
к первому |
смесителю горелки, |
|
а в |
остальных |
смесителях газ воспламеняется |
от соседних струй. |
||
Так |
как вся горелка |
размещена |
внутри агрегата, шум при работе |
форкамерных горелок меньше, чем при работе инжекционных, и не превышает 70 дб.
При разрежении в топке на высоте 1 м над горелкой не менее |
|
0,5 мм вод. ст. она может работать |
без химического недожога при |
коэффициенте избытка воздуха а г |
= 1,10-ѵ-1,15. Длина факела го |
релки примерно 1,5—1,7 м. В табл. 21 приведены характеристики форкамерной горелки низкого давления.
Горелка среднего |
давления отличается только тем, что состоит |
из одного коллектора |
с отверстиями для выхода газа. Ее основные |
характеристики приведены |
также в табл. 21. При разрежении |
||
в топке |
на высоте 1 м над горелкой |
не менее 1,5 мм вод. ст. она |
|
работает |
без химического |
недожога |
при коэффициенте избытка |
воздуха |
« г = 1,05-т-1,1. |
|
|
Для установки в топках котлов и сушил предназначены подовые однотрубные и двухтрубные горелки низкого и среднего давления с принудительной подачей воздуха конструкции Укргипроинжпроекта.
.64
Таблица 21
Форкамерная горелка низкого и среднего давления (рис. 30)
Тип
горелки
Номинальная теп ловая нагрузка, тыс. ккал/ч
|
Il |
s |
газо |
|
u |
S |
У. |
||
Диаметр |
||||
& % II |
||||
п |
с о |
|
||
о |
|
Я |
|
|
о |
в- СО |
вогоколлекто Dра |
Диаметргазовы ходныхотвер стий,мм |
Ширинасмеси А,телямм |
Длинафоркаме- L,рымм |
Количество газовыходных отверстий |
Площадьсече дляния подвода воздуха,м2 |
мм |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
ГИФ-Н-15 |
127,5 |
15 |
32 |
4,7 |
80 |
420 |
3 |
0,0225 |
ГИф - Н - 20 |
170,0 |
20 |
40 |
4,7 |
80 |
560 |
4 |
0,0300 |
ГИФ-Н-35 |
297,5 |
35 |
50 |
5,5 |
80 |
700 |
5 |
0,0525 |
ГИФ-Н-50 |
425,0 |
50 |
60 |
5,6 |
100 |
1120 |
7 |
0,0750 |
ГИФ-Н-75 |
637,0 |
75 |
70 |
5,7 |
100 |
1400 |
10 |
0,1120 |
ГИФ-Н-100 |
850,0 |
100 |
80 |
5,8 |
100 |
1820 |
13 |
0,1500 |
ГИФ-С-15 |
127,5 |
15 |
15 |
3,1 |
70 |
420 |
3 |
0,0225 |
ГИф-С-20 |
170,0 |
20 |
20 |
3,1 |
70 |
560 |
4 |
0,0300 |
ГИФ-С-35 |
297,5 |
35 |
25 |
3,7 |
70 |
700 |
5 |
0,0525 |
ГИФ-С-50 |
425,0 |
50 |
32 |
3,7 |
70 |
980 |
7 |
0,0750 |
ГИФ-С-75 |
637,0 |
75 |
32 |
3,9 |
70 |
1260 |
9 |
0,1120 |
ГИФ-С-100 |
850,0 |
100 |
40 |
4,3 |
110 |
1400 |
10 |
0,1500 |
ГИф-С-150 |
1 275,0 |
150 |
50 |
4,9 |
ПО |
1680 |
12 |
0,2250 |
ГИФ-С-200 |
1 700,0 |
200 |
50 |
5,2 |
110 |
1960 |
14 |
0,3000 |
ГИФ-С-250 |
2 125,0 |
250 |
70 |
5,3 |
п о |
2240 |
16 |
0,3750 |
П р и м е ч а н и я . 1. Давление газа, мм вод. ст., для горелок ГИФ-Н номи нальное—• 130, минимальное — 20; для горелок ГИФ-С номинальное — 3000, ми нимальное— 100. 2. Горелки ГИФ-Н имеют 2 коллектора, ГИФ-С — один.
Подовая однотрубная горелка низкого давления состоит из трубы с отверстиями для выхода газа, опор, перфорированного ли ста для равномерного распределения воздуха и щели из огнеупор ного кирпича. Горелка полного предварительного смешения газа
с воздухом ( а г ^ 1 , 0 ) конструктивно не отличается |
от ранее упомя |
||||
нутой |
подовой горелки |
(см. рис. 29), только воздух |
в нее подается |
||
не за |
счет разрежения |
в топке, |
а от вентилятора. |
Номинальное |
|
давление газа 130, воздуха—25 |
мм вод. ст. Горелка |
работает без |
потерь тепла от химической неполноты сгорания при коэффициенте избытка воздуха в топке а = 1,15 -н 1,25. Минимальное давление газа 10 мм вод. ст., диапазон устойчивой работы горелки 1 :3,5.
Аналогичную конструкцию имеет и горелка среднего давления. Номинальное давление газа 3000, воздуха—25 мм вод. ст. При ко эффициенте избытка воздуха а = 1,151,25 обеспечивается полное
5 А. С. Иссерлин |
65 |
сжигание газа в топке. Минимальное давление газа 100 мм вод. ст., диапазон устойчивой работы 1 : 5,5.
Основные технические характеристики описанных выше горелок приведены в табл. 22.
Таблица 22
Подовые однотрубные горелки |
низкого |
и среднего давления |
с принудительной |
подачей |
воздуха |
Тип
горелки
ПГОД-Н-15 ПГОД-Н-20 ПГОД-Н-35 ПГОД-Н-50 ПГОД-Н-75 ПГОД-Н-100
ПГОД -С-50
ПГОД-С-75 ПГОД -С-100 ПГОД -С-150 ПГОД -С-200
ПГОД-С-250 ПГОД-С-300 ПГОД-С-500
Номинальная тепловая нагруз ка, тыс. ккал/ч
127
170
297
425
637
850
425
637
850
1275
1700
2125
2550
4250
« "я
m '•-» та |
|
я |
м |
u s a |
|
5 |
ex |
с о |
|
о |
о |
га m и О. Я H
15
20
35
50
75
100
50
75
100
150
200
250
300
500
Диаметр трубы горелки, мм |
Диаметр газо вых отверстий, мм |
Количество газовыходных отверстий |
Длина щели, мм |
Ширина щели, мм |
32 |
1,5 |
66 |
510 |
90 |
40 |
1,5 |
88 |
680 |
100 |
50 |
1,8 |
106 |
810 |
ПО |
50 |
1,8 |
136 |
1030 |
ПО |
80 |
2,2 |
144 |
1100 |
130 |
80 |
2,2 |
194 |
1470 |
130 |
50 |
1,50 |
46 |
480 |
100 |
50 |
1,55 |
68 |
700 |
100 |
50 |
1,60 |
80 |
820 |
100 |
50 |
1,70 |
106 |
1080 |
100 |
70 |
1,80 |
126 |
1280 |
120 |
70 |
2,00 |
128 |
1300 |
120 |
70 |
2,00 |
154 |
1560 |
120 |
70 |
2,20 |
210 |
2120 |
120 |
Двухтрубная подовая горелка низкого давления (рис. 31) со стоит из двух труб с отверстиями для выхода газа, расположен ными под углом 45°, опорной рамы с перфорированным листом для равномерного распределения воздуха и щели из огнеупорного кир пича. Горелка обеспечивает хорошее смешение газа с воздухом. Номинальное давление газа 130, воздуха — 50 мм вод. ст. Мини мальное давление газа 20 мм вод. ст. Коэффициент избытка воз духа в топке а = 1,15. Характеристики горелки помещены в табл. 23.
Двухтрубная подовая горелка среднего давления с принудитель ной подачей воздуха не отличается конструктивно от горелки низкого давления. Номинальное давление газа 3000, воздуха — 50 мм вод. ст. Минимальное давление газа 100 мм вод. ст. В табл. 22 приведены технические характеристики этой горелки.
66
Сл
*
6-6
Рис. 31. Подовая горелка низкого и среднего давления с принудительной подачей воздуха.
/ — коллектор" с отверстиями для |
выхода газа; 2 — перфорированный лист; 3— опорная рама; 4 — щель |
в кладке |
из огнеупорного кирпича; 5 — смотровое окно. |
Ol
-J
Таблица 23
Подовые двухтрубные горелки низкого и среднего давления с принудительной подачей воздуха (рис. 31)
Тип горелки
ПГ Д - Н - 1 5
ПГ Д - Н - 2 0
ПГ Д - Н - 3 5
ПГ Д - Н - 5 0
ПГ Д - Н - 7 5
ПГ Д - Н - 1 0 0
ПГ Д - Н - 1 5 0 ГІГД-Н-200
ПГ Д - С - 5 0
ПГ Д - С - 7 5
ПГ Д - С - 1 0 0
ПГ Д - С - 1 5 0
ПГ Д - С - 2 0 0
ПГ Д - С - 2 5 0
ПГ Д - С - 3 0 0
ПГ Д - С - 5 0 0
Номинальная тепловая нагрузка, тыс. ккал/ч
127
170
297
425
637
850
1270
1700
425
637
850
1275
1700
2125
2550
1250
s о.
R
S я я* *
яО
<2
ю
С(0О 8 II
о
D.Ö
15
20
35
50
75
100
150
200
50
75
100
150
200
250
300
500
Диаметр подводящего газопровода, мм |
Диаметр газовыход ных отверстий, мм |
Количество газовы ходных отверстий |
Длина щели, мм |
32 |
1,5 |
66 |
510 |
40 |
1,5 |
88 |
680 |
50 |
1,8 |
106 |
810 |
60 |
1,8 |
136 |
1030 |
70 |
2,2 |
144 |
1100 |
80 |
2,2 |
194 |
1470 |
100 |
2,4 |
238 |
1810 |
125 |
2,7 |
248 |
1880 |
32 |
1,50 |
46 |
480 |
32 |
1,55 |
68 |
700 |
40 |
1,60 |
80 |
820 |
50 |
1,70 |
106 |
1080 |
50 |
1,80 |
126 |
1280 |
70 |
2,00 |
128 |
1300 |
70 |
2,00 |
154 |
1560 |
80 |
2,20 |
210 |
2120 |
П р и м е ч а н и е . Для всех горелок ширина щели 110 мм.
Инжекционные горелки, работающие на газе среднего давле ния, как правило, являются горелками полного предварительного смешения. Большим преимуществом этих горелок является воз можность работы без принудительной подачи воздуха. Отпадает необходимость в установке вентилятора и экономится электроэнер гия. Горелки могут работать с малыми коэффициентами избытка воздуха ( а г = 1,05ч-1,10) в результате хорошего предварительного перемешивания газа с воздухом.
Однако односопловые инжекционные горелки имеют и ряд не достатков: у горелок производительностью выше 60 м3 /ч чрезвы-
68
69