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

дается устойчивая тяга и зажигание основной горелки происходит спокойно, без образования хлопков и выбросов газов наружу. Пример установки блочной инжекционной горелки с приставным элементом на вертикальном котле показан на рис. 25. Результаты балансовых испытаний котла ММЗ-0,8/9, оборудованного блочной инжекционной горелкой типа БИГ-П-П-12, установленной по оси котла, приведены в табл. 23. Так как для котлов такого типа отсутствуют нормативные данные о потерях тепла на на­ ружное охлаждение, то в табл. 23 приведены не к. п. д., а к. и. т.

В случае использования горелок низкого давления с принудительной подачей воздуха футеровка топки, защита колосниковой решетки, насыпка горки у задней стенки и другие мероприятия по переоборудованию котла производятся аналогично решениям с применением ипжекционных горелок среднего давления. Отличие заклю­ чается в необходимости установки вентилятора и воздухо­ проводов от него до горелки; кроме того, на газопроводе устанавливается клапан блокировки газа и воздуха.

Наличие в топке вертикального котла разрежения порядка 7—8 мм вод. ст. без установки дымососа поз­ воляет использовать при переоборудовании для сжигания газа горизонтальные щелевые горелки без принудительной подачи воздуха; при этом горелки могут работать на газе низкого или среднего давления. Выбор давления газа определяется давлением газа на вводе в котельную. Пре­ имуществом использования горизонтальных щелевых го­ релок в вертикальных котлах является возможность установки их в нижней части внутренней топки котла на существующей колосниковой решетке. Результаты испытания котла ММЗ-0,8/9, работающего на подовых горелках низкого давления, приведены в табл. 23 без учета потерь тепла на наружное охлаждение из-за отсутствия нормативных данных.

В Ленинграде имеется опыт работы вертикальногокотла типа Шухова па горизонтальной щелевой горелке среднего давления. В топке котла (рис. 26) установлены 2 газовых коллектора диаметром 11/2" па расстоянии 335 мм друг от друга. Ширина щелей принята 85 мм, высота щелей — 4 кирпича плашмя. Над щелями на рас­ стоянии 250 мм друг от друга установлены шамотные кирпичи на ребро. Воздух в-топку поступает из поддуваль­ ного пространства через колосниковую решетку, количе­ ство его регулируется раздвижными дверками. Топочная

142

ш

Рис. 26. У становка горизонтальных щелевых горелок средпего давления на вертикальном котле Ш ухова.

1 — горизонтальная горелка (газовый коллектор); 2 — колосниковая ре­ ш етка; 3 — рабочий кран ; 4 — общий отключающий кран; 5 — продувочный газопровод; в — переносной запальник; 7 — поддувальные дверцы; 8 — кирпичпая кладка, образующая щели.

Щ

дверка с котла снята, и иа ее месте закреплен металли­ ческий фронтовой лист с отверстиями для установки газовых коллекторов, зажигания горелок и наблюдения за процессом горения газа.

Испытания работы котла проводились на смешанном газе (смесь природного и сланцевого) с низшей теплотой сгорания <2П= 6791 ккал/м3 и плотностью р = 0,875 кг/м3. Паспортная паропроизводительность котла 900 кг/ч была достигнута при расходе газа 111 м3/ч. Длина факела при максимальном давлении газа 1500 мм вод. ст. и коэффи­ циенте избытка воздуха а к = 1,18 составляла 900 мм, что обеспечивало надежную работу кипятильных труб котла.

Решетка над щелью, представляющая собой ряд шамот­ ных кирпичей, установленных на ребро на расстоянии 250 мм друг от друга, интенсифицировала процесс горения газа, укорачивала факел и увеличивала передачу тепла поверхностям нагрева за счет излучения. Давление газа регулировалось от 1500 до 400 мм вод. ст., коэффициент избытка воздуха при этом изменялся соответственно от 1,18 до 1,91. Разрежение в топке котла поддерживалось равным 7,0 мм вод. ст. Снижение разрежения в топке ухудшало работу котла: при разрежении до 3 мм вод. ст. в топке наблюдалась сильная пульсация, нарушавшая нормальную работу горелок. Повышение давления газа сверх 1500 мм вод. ст. также приводило к пульсирующему горению в топке и вибрации котла.

При наличии среднего давления Укргипроинжпроект рекомендует для вертикально-цилиндрических котлов форкамерные горелки, рассчитанные на номинальное давление 3000 мм вод. ст. (рис. 27). Горелка представляет собой блок из 8 ипжекционных горелок среднего давления, имеющих индивидуальные инжекторы и общую щельфоркамеру, являющуюся стабилизатором пламени. Инжектор выполняется в виде вертикально расположен­ ного квадратного туннеля, образуемого стенками огне­ упорного кирпича. Способность горелки инжектировать почти весь воздух, необходимый для сжигания газа, и наличие раскаленной щели-форкамеры являются ее преимуществом перед обычными подовыми горелками. К недостаткам следует отнести сложность выкладки ин­ жекторов-смесителей и необходимость строгого центри­ рования их с отверстиями-соплами на газовом коллекторе. Эти работы требуют квалифицированного исполнения, так как сдвижка центров отверстий относительно осей смесителей, наличие неровностей или наплывов на стенках

смесителей, неравномерное распределение воздуха по длине подтопочного пространства и другие дефекты не­ избежно нарушат нормальную работу горелки и потре­ буют подачи в топку вторичного воздуха.

Зажигание форкдмерной горелки производится газо­ вым запальником через запальное отверстие на фронтовой стенке топки котла, расположенное на уровне верхнего обреза форкамеры. Наблюдение за процессом горения газа осуществляется через запальное отверстие и смотровое окно.

* * *

Сравнивая приведенные выше методы переоборудова­ ния вертикально-цилиндрических котлов для сжигания газового топлива и учитывая их специфические конструк­ тивные особенности, в частности отсутствие при некоторых компоновках котлов соответствующих топочных объемов, можно сделать следующие общие рекомендации.

Если у вертикально-цилиндрических котлов имеются выносные топки, расположенные в цокольной части, то рекомендуется устанавливать в этих топках при наличии в котельной газа низкого давления горелки с принуди­ тельной подачей воздуха, при наличии газа среднего давления — блочные инжекцпонные горелки в прямо­ угольном исполнении (на боковой стенке топки). Уста­ новка блочных инжекционных горелок в круглом или прямоугольном исполнениях таким образом, чтобы их ось совпадала с осью котла, не рекомендуется, так как такая компоновка иа некоторых режимах может вызвать вибрацию.

Если у котлов имеется только небольшой цоколь, слу­ жащий основанием для собственно котла, то при наличии низкого давления можно размещать подовые или форкамерные горелки, а при наличии среднего давления — форкамерные или блочные инжекционные горелки, форма устья которых должна иметь вид узкой горизонтальной щели. Блочные горелки при этом устанавливаются на одной из боковых стенок цокольной части котла.

Для внедрения более прогрессивных оптимальных решений необходимо проведение сравнительных исследо­ ваний существующих и создание новых методов пере­ оборудования вертикально-цилиндрических котлов.

10*

Г Л А В А IV

ЖАРОТРУБНЫЕ КОТЛЫ

Одними из старых, но широко распространенных и в настоящее время типов котлов являются шаротрубные. Они изготовляются в зависимости от теплопроизводи­ тельности одноили двухжаротрубными. По назначению они могут быть паровыми или водогрейными. Шаротруб­ ный котел состоит из корпуса со сферическими днищами и одной или двух жаровых труб, в которых располагаются топки. Котел в сборе, установленный на подставках,

труба.

При переоборудовании жаротрубных котлов для сжи­ гания газового топлива обмуровка газоходов не изме­ няется. Закрепленная на жаровой трубе фронтовая плита с топочной гарнитурой для сжигания твердого топлива демонтируется. Из жаровой трубы убираются колоснико­ вая решетка и расположенный за ней кирпичный порог. На освободившемся месте организуется топка, конструк­ ция которой зависит от принятых методов сжигания газа. Кроме чисто жаротрубных в котельных используются различные конструкции комбинированных котлов, име­ ющих топку в жаровой трубе, за которой размещаются дымогарные трубы.

В старых котельных довольно часто встречаются также так называемые судовые или пароходные котлы, пред­ ставляющие собой один из вариантов комбинированных котлов, в котором жаровая труба в несколько раз короче, чем в чисто жаротрубных котлах, а дымогарные трубки располагаются выше жаровой трубы. Переоборудование комбинированных котлов для сжигания газа осущест­ вляется аналогично жаротрубным котлам. Основные тех­ нические характеристики и габариты жаротрубных котлов приведены в табл. 24.

148

149

РІспользование выносных топок, имеющихся у жаротрубных котлов, при сжигании опилок, древесных отхо­ дов, торфа и т. д. при переходе на сжигание газа нецеле­ сообразно. Сохранение этих видов топлива в качестве резерва не может быть оправдано из-за неудобств храпе­ ния и накопления во время работы па газе. Выносные топки при работе на газе, не давая никаких преимуществ, загромождают помещение котельной, увеличивают потери тепла на охлаждение, снижают передачу тепла поверх­ ностям нагрева котла за счет излучения, усложняют эксплуатацию. Поэтому, как правило, при переходе на газовое топливо выносные топки демонтируются и сжи­ гание газа организуется в жаровой трубе. Использование опилок древесных отходов, торфа и т. д. организуется в зависимости от местных условий.

ОДНОII ДВУХЖАРОТРУБНЫЕ КОТЛЫ

В настоящее время при переоборудовании жаротруб­ ных котлов на сжигание газового топлива широко при­ меняются инжекционпые горелки среднего давления или горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха. На каждой жаровой трубе устанавливается по одной горелке.

Использование горелок низкого давления с принуди­ тельной подачей воздуха усложняет переоборудование котельной, так как вызывает необходимость установки дутьевых вентиляторов, воздухопроводов, блокирующих устройств и т. д. и усложняет регулирование соотношения количеств газа и воздуха. Примепение инжекциоииых горелок среднего давления вызывает в котельной повы­ шенный шум, требует наличия широких проходов между фронтом котлов и стеной котельной и, при отсутствии устройств, предохраняющих от проскока пламени внутрь горелки на пониженных нагрузках (например, пластинча­ тых стабилизаторов), ограничивает регулирование тепло­ производительности котла узкими пределами.

На рис. 28 показано одно из таких распространенных решений с установкой на каждой жаровой трубе по одной инжекционной горелке среднего давления. Передняя часть жаровой трубы футеруется на длину 2,5—3,0 м огнеупор­ ным кирпичом. Футеровка производится толщиной в Ѵ 4 кирпича по деревянной опалубке с оставлением в верхней части трубы температурного зазора 25—30 мм. В конце футеровки выкладывается дожигательная решетка тол-

150

щииой 1—l 1 / 2 кирпича. Площадь живого сечения дожига­ тельной решетки принимается не меньше половины пло­ щади поперечного сечеыия жаровой трубы во избежание создания больших сопротивлений. В качестве стабилиза­ тора пламени используется керамический туннель диа­ метром 2Ѵ 2 и длиною примерно 2,5—3 диаметра устья горелки. Непосредственно за устьем предусматривается

шетка.

цилиндрический участок туннеля длиной 40 мм и диа­ метром, равным диаметру устья горелки. Давление газа перед горелками при номинальной нагрузке принимается не ниже 5000 мм вод. ст. Переоборудование одножаро­ трубных котлов производится аналогично. Отличие только в том, что на котле устанавливается одна горелка вместо Двух.

Большим недостатком переоборудования жаротрубных котлов с установкой инжекциониых горелок среднего давления со стабилизатором в виде керамического туннеля (см. рис. 28) является применение горелок этого типа

срасходом газа 100—130 м3/ч.

Втабл. 9 приведены рекомендуемые Леигипроипжпроектом в настоящее время инжекционные горелки

151