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

8-ß

1 — кож ух в форме улитки; 2 — кольцевой газовый коллектор с отверстиями для выхода таза; з — мазутная форсунка; 4 — конусная амбразура; 5 — фроптовой лист; б — воздушный патрубок; 7 — языковый шибер; 8 — газо ­ вый патрубок; 9 — смотровой глазок; 10 — штуцер для введения запальника.

218

газе мазутная форсунка удаляется, а образовавшееся отверстие в спиральном кожухе заглушается. Основные технические характеристики и размеры кольцевых газо­

Проведенные испытания показали, что кольцевые газомазутные горелки конструкции Ленгипроинжпроекта при сжигании газа устойчиво и экономично работают в диапа­ зоне давлений газа от 20 до 600 мм вод. ст. К. и. д. котла 86,0—87,5% без потерь тепла от химической неполноты сгорания достигался в пределах изменения паропроизво­ дительности котла от 25 до 150% от номинальной нагрузки. Оптимальный коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 1,05—1,07. С уменьшением нагрузки котла коэф­ фициент избытка воздуха рос и при нагрузке 25% от но­ минальной достигал 1,29.

В зависимости от диаметра газовыпускных отверстий, скорости выхода газа из них и избытка воздуха (не менее 1,05) процесс горения газа по оси горелки заканчивался на расстоянии от обреза амбразуры 0,7—1,2 м, т. е. со­ отношение пути выгорания горючих к диаметру амбра­ зуры равно 1,5—2,5. Наиболее быстрое выгорание горю­ чих по оси факела наблюдалось при скоростях выхода газа 45—50 м/сек и отношении скорости выхода газа к скорости потока воздуха И —12,5. При этих же условиях было получено имаксимальное значение тепловой нагрузки экранов.

Результаты испытаний работы котла ДКВР-6,5-13 при сжигании ленинградского смешанного газа в кольцевых газомазутных горелках Ленгипроинжпроекта приведены в табл. 42.

Головка мазутной форсунки с паровым распылом (типа Беста), применяемая Ленгипроишкпроектом в кольцевой газомазутной горелке, показана на рис. 49. Она состоит из камеры, которая делится перегородкой на две полости: нижняя — мазутная, верхняя — паровая. Обе полости, постепенно суживаясь, закапчиваются выходными щелями. Производительность форсунки при постоянном давлении пара перед ней зависит от размеров паровой щели. Основ­ ные характеристики форсунок, устанавливаемых с коль­ цевой газомазутной горелкой Ленгипроинжпроекта, при­ ведены в табл. 43. Щелевая форсунка предназначена для сжигания всех марок мазута (40, 100 и 200), подогретого до 70—90° С, чтобы его вязкость не превышала 15° ВУ.

219

Таблица 41

Осиооные технические характеристики и размеры кольцевых газомазутных горелок конструкции Ленгипроишкпроекта

(см. рис. 4S)

220

221

Таблица 43

Основные технические характеристики и размеры форсунок для газомазутных кольцевых горелок Ленгппроннжпроекта

(см. ряс. 49)

Рис. 49. Головка мазутной форсунки с паровым распылом для кольцевой горелки Лснгнпропшкпроекта.

1 — паровая камера; 2 — мазутная камера; з — паровая щ ель для распы ла мазута.

В амбразуре распыленный мазут встречается с закру­ ченным в улитке потоком воздуха, происходит образова­ ние мазутновоздушной смеси и начинается горение. Ис­ пытание работы этой форсунки при сжигании мазута марки М-40 на котле ДКВР-6,5 показало, что при нагруз­ ках, близких к номинальной, можно обеспечить надежную и эффективную работу котла. Следует отметить, что боль­ шое значение имеет правильное расположение форсунки в амбразуре. Так, при расположении форсунки на рас­ стоянии 100 мм от обреза амбразуры во всех опытах при нагрузках котла, близких к номинальной, независимо от величины коэффициента избытка воздуха за котлом имело место затягивание факела в камеру догорания котла

222

идаже в первый конвективный газоход. Это приводило к обильному отложению сажи на поверхностях нагрева

иросту температуры уходящих газов. Повышение коэф­ фициента избытка воздуха за котлом до 1 /і5 и снижение нагрузки котла до 4,6 т/ч приводили к тому, что горение заканчивалось в пределах топочной камеры, однако при отсутствии химического недожога потери тепла с уходя­ щими газами составляли 18,2%, а температура уходящих газов 340° С. При установке форсунки от обреза амбра­ зуры на расстоянии 200 мм горение заканчивается в пре­ делах топочной камеры и оптимальный коэффициент из­ бытка воздуха за котлом может быть принят равным 1,26.

При иагрузках котла, близких к номинальным, фор­ сунки работают надежно и пе требуют регулировки вели­

чины закрутки воздуха в горелке с помощью установлен­ ного в улитке языкового шибера. При сжигании газового топлива изменения величины закрутки также не требуется, и, следовательно, конструкция горелки может быть упро­ щена за счет ликвидации языкового шибера. Результаты испытаний котла ДКВР-6,5-13 при сжигании мазута М-40 с помощью форсунок Беста приведены в табл. 42.

При установке в котельной новых газомазутных кот­ лов с облегченной обмуровкой, работающих с противода­ влением в топке, могут применяться разработанные ЦКТИ однозонные комбинированные горелки типа ГМГА с пло­ скими лопатками воздухонаправляющих устройств, кото­ рые удобно компонуются при наличии общего дутьевого короба и устойчиво работают в интервале 20—100% от номинальной производительности. При работе этих горе­ лок на мазуте а т = 1,1 удается получить на нагрузках не меньше 50% от номинальной. Снижение нагрузки ве­ дет к резкому росту а т, которое при расходе мазута 20% уже равно 1,9.

Особенно целесообразно применять горелки ти­ па ГМГА в тех случаях, когда они устанавливаются на котле в количестве более трех, так как компоновка их в общем воздушном коробе облегчает регулирование их работы и уменьшает металловложения на воздухопроводы.

Устройство газомазутных горелок типа ГМГА показа­ но на рис. 50, а их основные технические характеристики приведены в табл. 44.

Заводом «Ильмарине» организовано производство газо­ мазутных горелок типа ГМГБ, имеющих паромеханические форсунки и профильные поворотные лопатки на воздуш­ ном тракте перед выходом воздуха навстречу струйкам

223

Таблица 44

Основные технические характеристики газомазутных горелок типа ГМ ГА (см. рис. 50)

газа или распыленному мазуту. Горелки рассчитаны для сжигания природного газа и мазутов марок М-40 и М-100, а также флотских мазутов Ф5 и Ф12. Вязкость мазута перед форсункой не должна превышать 3°УВ. В зависи­ мости от компоновки горелок па фронте применяются горелки с правой и левой закруткой воздуха. В настоящее время завод выпускает горелку ГМГБ с поминальной теплопроизводительностыо 5,6 Гкал/ч, основные характери­ стики которой следующие: давление мазута 20 кгс/см2, давление газа 500 мм вод. ст.; давление пара на распыл 1—2 кгс/см2, расход пара на распыл 18 кг/ч, давление

воздуха 120 мм вод. ст., длина мазутного факела около 2 м, угол раскрытия воздушного потока и факела фор­ сунки примерно 65°, диапазон регулирования на мазуте 15—100%, на газе — 10—100% при коэффициентах из­ бытка воздуха 1,1 и 1,05.

Требование обязательного резервирования второго вида топлива (жидкого) приводит иногда к неоправданным ре­ шениям, когда на котле устанавливаются раздельно ипжекционные горелки среднего давления и мазутные фор­ сунки. В этих случаях при работе на любом виде топлива обычно наблюдаются повышенные значения коэффициен­ тов избытка воздуха и опасность перегрева резервной горелки или форсунки.

** *

Подводя итог рассмотренным выше методам переобо­ рудования существующих водотрубных котлов для сжигания газового топлива в условиях сохранения резер­ вирования жидкого топлива, можно рекомендовать сле­ дующее.

1.Не применять раздельной установки газовых горе­ лок и мазутных форсунок, так как это приводит к услож­ нению обслуживания и повышению потерь тепла.

2.Для сжигания мазута использовать паромеханиче­ ские, а также центробежные штампованные форсунки, позволяющие на нагрузках, близких к номинальным, работать без дополнительного расхода пара на распыл, и обеспечивающие достаточно широкий диапазон регулиро­ вания при длине факела, вписывающейся в габариты то­ пок современных котлов. Этим условиям наиболее близко отвечают серийно выпускаемые газомазутные горелки типа ГМГ, а также ГМГА и ГМГБ.

3.Для более рационального использования широко применяемых горелок ГМГ целесообразно расширение

номенклатуры их типов с тем, чтобы имелась возможность их выбора в соответствии с номинальной теплопроизво­ дительностью распространенных котлов, а также с их теплопроизводительностыо в пределах до 150% от но­ минальной.

4. При отсутствии в котельных современного мазут­ ного хозяйства, обеспечивающего достаточно высокое да­ вление мазута, в качестве временной меры можно исполь­ зовать струйные форсунки Промэнергогаза, а при еще более низком давлении мазута — горелки НГМГ или кольцевые газомазутные горелки Ленгипроинжпроекта.

226

5.Для снижения капитальных затрат на газопроводы

иарматуру разработать модификации указанных выше газомазутных горелок, способных работать на газе сред­ него давления без повышения перед ними давления воз­

духа.

6. Для дальнейшего снижения эксплуатационных рас­ ходов на электроэнергию и затрат на капитальные вложе­ ния разработать и внедрить инжекционно-дутьевые газо­ мазутные горелки, использующие принудительную подачу воздуха только на время работы на резервном режиме, т. е. при сжигании мазута.

Переоборудование без сохранения резервного топлива

При переоборудовании котлов для сжигания газа и от­ сутствии необходимости резервирования другого гида то­ плива (жидкого или твердого) газовые горелки устана­ вливаются на фронтовых стенках топки, что создает опре­ деленные удобства для обслуживающего персонала, так как именно на фронте котлов расположены контрольно­ измерительные приборы, необходимые для наблюдения за тепловым режимом. В зависимости от наличного давления газа на вводе в котельную применяются горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха и горелки среднего давления инжекционного типа. В более редких случаях используются горелки среднего давления с при­ нудительной подачей воздуха. На котлах паропроизво­ дительностью выше 10 т/ч из-за резкого увеличения габа­ ритов инжекционных горелок чаще всего используются горелки низкого или среднего давления с принудительной подачей воздуха.

На котлах паропроизводительиостыо до 10 т/ч, в част­ ности на наиболее распространенных котлах ДКВР, при отсутствии необходимости быстрого перехода с твердого топлива на газовое и обратно широкое применение полу­ чили горизонтальные (подовые) щелевые горелки с при­ нудительной подачей воздуха, конструкция которых раз­ работана Укргипроинжпроектом и ИГ АН УССР. Эти горелки прошли экспериментальную и эксплуатационную проверку, они просты по конструкции, устойчивы в работе и позволяют сохранить на котле гарнитуру для сжигания твердого топлива и колосниковые решетки. Однако не­ обходимость выкладки в топке на колосниках щелей из огнеупорного кирпича требует значительного времени и определенной квалификации.