книги из ГПНТБ / Шур И.А. Перевод отопительных котлов на газовое топливо

Отсюда следует, что при существующей конструкции газоходов котла* НРч и направлений отвода уходящих газов даже двухколлекторная горизонтальная щелевая горелка не может создать необходимую равномерность распределения тепловых потоков по объему топки и, следовательно, обеспечить одинаковые условия работы различным секциям котла. Можно ожидать, что подоб­ ные явления будут наблюдаться в секционных котлах других конструкций. Если же учесть неравномерность, создаваемую системой питания котла водой, различное гидравлическое сопротивление отдельных секций как результат недостаточно качественного изготовления и монтажа, необходимость глубокого регулирования те­ пловых нагрузок котла в зависимости от потребителя, отсутствие в большинстве случаев хотя бы элементарной химической подготовки питательной воды, становится

более ясной вся сложность проблемы повышения надеж­ ности и срока службы котлов.

Эксплуатация котлов, оборудованных горизонталь­ ными щелевыми горелками, показала, что при наличии

всжигаемом газе примесей, подвергающихся крекингу

вусловиях, которые могут иметь место в коллектор

горелки, наблюдается интенсивное уменьшение диа­ метров газовыпускных отверстий.

Поэтому определенный интерес представляет вы­ явление Ленгипроинжпроектом теплотехнических ха­ рактеристик чугунного секционного котла типа НРч при установке под ним горизонтальных щелевых горе­ лок без принудительной подачи воздуха с различными диаметрами газовыпускных отверстий (1,5 и 2,2 мм) в одном диапазоне изменения тепловых нагрузок. Из результатов испытаний следует (табл. 17), что во всех опытах потеря от химической неполноты горения от­ сутствует, температура уходящих газов за котлом ме­ няется для обеих горелок в одном диапазоне 190— 295° С, к. п. д. также практически не зависит от диа­ метров отверстий и колеблется от 75 до 81—82% при нагрузках от 40 до 100% от номинальной. Это позволяет сделать вывод, что обе горелки равноценны по экономи­ ческим показателям и, следовательно, при использова­ нии газов, способных при сгорании приводить к зара­

станию огневых отверстий, диаметры их должны быть не менее 2,0 мм.

Следует обратить внимание на температуру металла Газового коллектора и газа в нем. Из табл. 17 видно,

■105

! вах, несмотря на отсутствие потерь тепла с химической неполнотой сгорания газа. Поэтому при определении потерь тепла от химического недожога следует учиты- і вать эти отложения, разработав соответствующую ме­

тодику.

Эффективность работы горизонтальных щелевых го­ релок, являющихся по принципу сжигания газа диффу­ зионными, зависит, как показано выше, в основном от организации поступления воздуха к огневым отверстиям, а также от величины разрежения в различных точках топочной камеры. С целью уменьшения этой зависи­ мости при сохранении рационального принципа размеще­ ния на поду топки Укргипроинжпроект рекомендует к установке в топках чугунных секционных котлов инжекционные форкамерные горелки низкого и среднего давления. Расположение горелок на поду топки позво­ ляет создать необходимые условия для более равномер­ ного распределения тепла по длине топки и практи­ чески приводит к отсутствию выступающих за габариты котла частей горелки. Преимуществом форкамерных горелок является их способность при нагрузках, близ­ ких к номинальным, инжектировать большую часть необходимого для полного сгорания газа количества воздуха, что приводит к уменьшению зависимости ко­ эффициента избытка воздуха в топке от величины раз­ режения в ней, особенно на малых нагрузках котла.

По данным Укргипроинжпроекта, форкамерные го­ релки инжектируют 65—75% воздуха, необходимого для полного сгорания газа, а остальной воздух посту­ пает в форкамеру за счет разрежения в топке. Устой-

108

чйвость работы горелок обеспечивается при изменений разрежения в топке в пределах 0,1—3,0 мм вод. ст. для газа низкого и 1 —10 мм вод. ст. для газа среднего давления.

Устройство форкамерных горелок показано на рис. 16, а их установка на котлах «Универсал-6» и «Энергия-6» — на рис. 17. Основные расчетные данные по оборудованию котлов «Универсал-6» и «Энергия-6» форкамерными горелками (по материалам Укргипроинжпроекта) при­ ведены в табл. 18, а технические характеристики и раз­ меры типовых форкамерных горелок Укргипроинж­ проекта для установки в котлах различных типов соот­ ветствующей теплопроизводительности — в табл. 19.

Таблица 18

Расчетные данные по оборудованию котлов «Уннверсал-6» н «Энергня-6» форкамерными горелками (см. рпс. 17)

109

со

115

ФоркамернДя горелка состоит из одного или несколь­ ких трубчатых коллекторов, инжекторов-смесителей и общей для всех смесителей форкамеры. Коллекторы имеют по одному ряду отверстий (сопел) диаметром 3,5—6 мм. Шаг между отверстиями 140 мм. Смесители образуются специальной выкладкой огнеупорного кир­ пича. Высота их 250 мм, количество равно числу газо­ вых отверстий (сопел). Оси каналов-смесителей и от­ верстий (сопел) должны совпадать. Форкамера имеет вид щели, в которой идет процесс горения газа и обес­ печивается стабилизация пламени на всех режимах работы горелки. Смешение газа с воздухом и подогрев газовоздушной смеси до температуры воспламенения происходят в смесителях.

Форкамерные горелки среднего давления выпол­ няются с одним коллектором при номинальном расходе природного газа от 35 до 150 м3/ч; горелки низкого давления имеют 2 или 3 коллектора при номинальных расходах газа от 15 до 140 м3/ч. Длина огневой части горелок в зависимости от расхода газа и количества коллекторов укладывается в размеры от 420 до 1680 мм, что позволяет их применять в топках различных котлов.

По данным Укргипроинжпроекта, горение газа в этих горелках начинается на высоте 180—200 мм от верхнего обреза газового коллектора, в форкамере сгорает более 90% газа, а догорание остального его количества про­ исходит в топке котла. Высота факела 800—1200 мм. При давлении газа выше 3500 мм вод. ст. наблюдается сильный шум, поэтому это давление следует принимать для максимальных нагрузок котла. Рекомендуемое но­ минальное среднее давление газа перед горелками 2000 или 3000, низкое — 130 или 200 мм вод. ст.

Форкамерные горелки можно зажигать без опасения отрыва пламени независимо от положения заслонки, регулирующей подачу воздуха в топку, для чего до­ статочно поднести запальник к первому смесителю. Температура газового коллектора на всех режимах не превышает 50—90° С. На расстоянии 100 мм от верхнего обреза коллектора температура газовоздушпой смеси менее 200, а уже на расстоянии 250—300 мм — 1000— 13000 С. У выхода форкамеры температура продуктов горения снижается до 800—1000° С. Важным фактором, влияющим на устойчивость работы горелки, является

116