книги из ГПНТБ / Шур И.А. Перевод отопительных котлов на газовое топливо
.pdfБ-Б
Рис. |
51. Установка |
ца |
котле ДКВР-10-13 горизонтальных щелевых |
горелок |
||
1 |
|
с |
принудительной подачей воздуха. |
|
||
общая отключающая задвижка*, 2 — клапан блокировки газа и воздуха* |
||||||
3 ~ |
Распределительиый |
коллектор; |
4 — продувочный газопровод; 5 — рабо- ' |
|||
чип |
кран; |
6 — лючок |
запального |
канала; 7 — манометр; 8 — контрольный |
||
крап; 9 |
резиновый ш ланг; 10 — запальник; и — тупнель (щель) |
из ша |
||||
мотного кирпича; 12 — закладки из шамотного кирпича; 13 — канал из трубы для ввода в топку запальника; 14 — футляр из трубы; .75 — подвод воздуха; 16 лю чки д л я наблюдения за горением; 17 — горелка.
228 |
229 |
Установка горизонтальных щелевых горелок в котле ДКВР показана на рис. 51. Горизонтальная щелевая горелка (рис. 52 и 53) состоит из газового коллектора, изготовляемого из трубы диаметром Н/о—21Іг" и прямой щели, образуемой кладкой огнеупорного кирпича. В га зовом коллекторе сверлятся в шахматном порядке 2 ряда отверстий, диаметр которых принимается от 3,0 до 3,5 мм в зависимости от расчетного расхода газа, длины топки
Рис. 52. Горизонтальная щ елевая горелка конструкции Лепгнпроннж проскта.
1 — газовый коллектор; 2 — прямоугольник щ ель, образуемая кладкой из шамотного кирпича; 3 — верхний край колосниковой решетин; 4 — два ряда
отверстий в шахматном порядке.
и давления газа перед горелкой. На колосниковой ре шетке укладываются на ребро кирпичи таким образом, чтобы онп образовали ряд коридоров, направляющих воздух из-под колосников к щели, в которой распола гается газовый коллектор. Коридоры перекрыты сверху двумя рядами кирпича плашмя. Высота щели прини мается равной 2ÖU мм, а ширина щели определяется рас четом и составляет от 100 до 150 мм. Воздух от дутьевого вентилятора котельной поступает под колосниковую ре шетку, проходит через нее и равномерно распределяется по длине щели. В щели струйки газа перемешиваются с потоком воздуха и горение газа начинается на расстоя нии 20—40 мм от отверстий.
Угол между осями горелочных отверстий принимается от 90 до 180°. Температура поверхности щелей достигает 900—1200, газового коллектора 300—500° С в зависимости
230
to *Q
231
|
1 |
1 |
Рис. 53. Горизонтальная |
(подовая) щелевая горелна с принудительной подачей воздуха конструкции Укргппроиюкпроекта. |
|
1 — газовый коллектор; |
г — колосниковая решетка или перфорированный металлический лист; |
3 — опора из кирпичей; |
4 |
щель в кладке ив огнеупорного кирпича; 5 — смотровое и запальное |
окно. |
от принятого угла между осями горелочиых отвер стий. Во избежание образования газовоздушпой смеси под огневой щелью в коридорах из кирпичей, которое может привести к горению газа непосредственно у газо вого коллектора, а также в целях уменьшения необходи мого давления воздуха Ленгипроиижпроект принимает угол между осями горелочиых отверстий равным 120 или 90°. В табл. 45 приведены основные конструктивные раз меры горизонтальных щелевых горелок для котлов ДКВР, принимаемые Леигипроинжпроектом.
Таблица 45
Конструктивные характеристики горизонтальных щелевых горелок с принудительной подачей воздуха для котлов ДКВ и ДКВР (см. рис. 52)
Х а р а к т е р и с т и к и
D , |
|
д ю й м ы ........................................................................................... |
L , |
м м ......................................................................................................... |
|
Z , |
м |
м ................................................................................................................ |
/ і , |
|
м м ......................................................................................................... |
t, |
м |
м ................................................................................................................ |
d, |
м м ......................................................................................................... |
|
12 , |
м м ......................................................................................................... |
|
Всего отверстий в двух рядах . . . .
Количество горелок па к о т е л ..............
Масса горелки, к г ...............................
К В - 2 - 8 |
К В Р - 4 - 1 3 |
К В Р - 6 , 5 - 1 3 |
К В Р - 1 0 - 1 3 |
Д |
Д |
Д |
Д |
и /2 |
2 |
2 |
21/2 |
1950 |
2445 |
3200 |
3200 |
893,5 |
930 |
940 |
930 |
988 |
145G |
2166 |
2205 |
19 |
14 |
19 |
17,5 |
3 |
3 |
3 |
3,5 |
1200 |
1140 |
762 |
762 |
104 |
210 |
230 |
254 |
2 |
2 |
3 |
3 |
7,93 |
12,54 |
16,22 |
22,0 |
Горизонтальные щелевые горелки с принудительной подачей воздуха устойчивы и безотказны в работе и имеют широкий диапазон регулирования расхода газа — могут устойчиво работать при изменении расхода газа в 3,5— 5,5 раз. Они могут устанавливаться и при сохранении на котлах ДКВР устройств пневмомеханического забра сывателя.
Наибольшее значение для повышения качества пере мешивания газа с воздухом в щели имеет равномерность распределения воздуха по длине щели, а также точность расположения газового коллектора по оси щели. Равно мерность распределения воздуха по длине щели зависит главным образом от живого сечения колосниковой ре
232
шетки и объема подколоснпкового пространства. Чем меньше живое сечение колосников и чем больше объем поддувала, тем равномернее распределяется воздух по длине щели и тем с меньшим значением коэффициента избытка воздуха может быть сожжен газ. При практи чески равномерном распределении воздуха по длине щели может быть обеспечено полное сгорание газа при угле между осями горелочиых отверстий 90° и коэффициенте
избытка воздуха а т — 1,1, а при угле 180° |
а т = 1,05. |
Давление воздуха под колосниковой решеткой |
составляет |
10—20 мм вод. ст. в зависимости от живого сечения колос ников. Чтобы обеспечить возможность обслуживающему персоналу регулировать подачу воздуха к щелям по ука заниям манометра при изменении тепловой нагрузки горелки, рекомендуется на воздухопроводе устанавливать дроссельную шайбу, а импульс к манометру, показыва ющему давление воздуха, подсоединить до нее. При уста новке на котле автоматики регулирования горения газа также необходимо повышение давления воздуха перед подачей его под колосники для обеспечения достаточной глубины регулирования.
Большое влияние на качество сжигания газа и вели чину коэффициента избытка воздуха имеют также нерав номерность распределения воздуха между отдельными ще лями, качество изготовления щелей, степень засоренности отверстий в колосниках, соотношения скоростей газа и воздуха, размеры газовых отверстий и их расположение, размеры и форма щелей, способы распределения воздуха по длине щели и т. д.
ИГ АН УССР рекомендует принимать скорость выхода газа из отверстий газовых коллекторов в пределах 40— 100, а скорость движения в канале воздуха 4—10 м/сек. Тепловое напряжение огневого сечения — поперечного сечения щели — рекомендуется для котлов с высотой топки менее 3 м в пределах 10—15, а для более высоких
топок — 15—20 млн. |
ккал/(м2-ч). Тепловая нагрузка |
|
щели |
в зависимости |
от высоты топки принимается от 1 |
до 3 |
млн. ккал/(м-ч). |
|
Если котлы оборудованы пневмомеханическими забра сывателями, то горизонтальные горелки располагаются с фронта котла, а при наличии на котлах топок с цепными решетками или шурующей планкой газовые коллекторы выводят на боковые стенки. При этом в топках с цепными решетками для наладки воздушного режима иногда при ходится несколько приподнимать колосники.
233
Одним из основных преимуществ горизонтальных щеле вых горелок с принудительной подачей воздуха кроме их простоты, дешевизны и бесшумности работы является более равномерное распределение поля температур по го ризонтальному сечению топки но сравнению с установкой горелок па фронтовых или боковых стенках, что особенно
важно при недостаточно тшательиой очистке питательной воды.
Для котлов различной паропроизводительности Укргипроинжпроект рекомендует выбирать подовые горелки низкого пли среднего давления с принудительной подачей воздуха в соответствии с табл. 46 при конструктивном офор млении по рис. 53. Расчетный а = 1,15 Ч- 1,30.
Чтобы повысить степень равномерности распределе ния воздуха вдоль газового коллектора горелки и защи тить коллектор от нагрева, Укргипроипжпроект предло жил конструкцию горизонтальной (подовой) горелки с пе риферийной подачей газа (рис. 54). В этой горелке вместо коллектора, расположенного по осп щели, устанавливают
•2 коллектора по краям щели по типу вертикальной щеле вой горелки Ленгнпроинжпроекта. Равномерность рас пределения воздуха достигается установкой под коллек торами перфорированного металлического листа. Подача воздуха принудительная.
Горелки этого типа (ПГД-Н и ПГД-С) имеют те же основные технические характеристики (номинальное да вление, пределы регулирования и т. и.), что и приведен
ные выше однотрубные подовые горелки. Однако удаление газового огпевого коллектора из зоны непосредственного излучения топки значительно повышает надежность их работы и повышает качество подготовки газовоздушной смеси в эксплуатационных условиях. Поэтому расчетный коэффициент избытка воздуха для этих горелок принят ат = 1,15.
Конструкция этих горелок значительно сложнее, чем подовых однорядных, и предполагает их промышленное изготовление. Основные технические характеристики и размеры этих горелок приведены в табл. 47, а специально предназначенных для работы на котлах типа ДКВР — в табл. 48.
Следующим прогрессивным шагом в деле создания более совершеииых газовых горелок, располагаемых на поду топки, явилась разработка и виедреиие Укргипроипжпроектом подовых иижекционных форкамерных горе лок низкого и среднего давлений (см. рис. 16, табл. 19).
Рис. 54. Горизонтальная (подовая) щ елевая горелка с периферийной подачей газа конструкции Укргнирошіжпроекта.
■коллектор с огневыми отверстиями; 2 — смотровое окно; 3 — щ ель в кладке из шамотного кирпича; 4 — опорная рама; 5 — перфорированный лист.
235
Основные технические характеристики п размеры горн с принудительной подачей поздуха
|
|
Н оминаль |
|
Диаметры газовых |
|
|
Н оминаль |
|
отверстий, мм, |
|
|
|
ная |
ный |
при номинальном давлении, |
||
Тип горелки |
тепловая |
расход |
|
мм вод. ст. |
|
|
нагрузка, |
природного |
|
|
|
|
газа, |
|
|
|
|
|
тыс. к к а л /ч |
|
|
|
|
|
М3/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
200 |
3000 |
ПГОД-Н-15 |
127,5 |
15 |
1,4 |
1.25 |
|
ПГОД-Н-20 |
170,0 |
20 |
1,4 |
1.25 |
|
ПГОД-Н-35 |
297.5 |
35 |
1.7 |
1.5 |
|
ПГОД-Н-50 |
425.0 |
50 |
1.8 |
1.6 |
|
ПГОД-Н-75 |
637.5 |
75 |
2,1 |
1.9 |
_ |
п г о д - н - ю о |
850.0 |
100 |
2,1 |
1.9 |
|
ПГОД-С-50 |
425,0 |
50 |
|
|
1.5 |
ПГОД-С-75 |
637,5 |
75 |
|
|
|
|
|
1,55 |
|||
ПГОД-С-ЮО |
850,0 |
100 |
|
|
1.6 |
ПГОД-С-150 |
1275,0 |
150 |
|
|
|
|
|
1.7 |
|||
ПГОД-С-200 |
1700,0 |
200 |
|
— |
1.8 |
Основные технические характеристики и размеры подовых |
|||||
|
|
|
|
Диаметры газовых |
|
|
Н оминаль |
Н оминаль |
отверстий, мм, при номиналь |
||
|
ная |
|
но»! давлении, |
|
|
|
тепловая |
ный |
|
мм БОД. ст. |
|
|
нагрузка, |
расход |
|
|
|
|
газа, м3/ч |
|
|
|
|
|
тыс. к к а л /ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130 |
200 |
3000 |
ПГД-Н-15 |
d 27,5 |
15 |
1,5 |
1,3 |
|
ПГД-Н-20 |
170.0 |
20 |
1,5 |
1,3 |
__ |
ПГД-Н-35 |
297,5 |
35 |
1,8 |
1,6 |
__ |
ПГД-И-50 |
425.0 |
50 |
1,8 |
1,7 |
— |
ПГД-Н-75 |
637.0 |
75 |
2,2 |
2,0 |
— |
ПГД-И-100 |
850.0 ' |
100 |
2,2 |
2,0 |
__ |
ПГД-Н-150 |
1275.0 |
150 |
2,4 |
2,2 |
__ |
ПГД-Н-200 |
1700.0 |
200 |
2,7 |
2,5 |
__ |
ПГД-С-50 |
425.0 |
50 |
— |
|
1,5 |
ПГД-С-75 |
637.0 |
75 |
— |
—. |
1,55 |
ПГД-С-ЮО |
850.0 |
•100 |
— |
— |
1,6 |
ПГД-С-150 |
1275.0 |
150 |
— |
__ |
1,7 |
ПГД-С-200 |
1700.0 |
200 |
|
— |
1,8 |
.
23.6
Таблица 46
зонтальных щелевых горелок низкого п среднего давлеішя конструкцшш Укрпшропнжпроекта (см. рпс. 53)
Минимальное давлениегаза, водмм. ст. |
оминальныйН рас воздухаход при лешійдав 2 0 —30 мы ст.вод. ( а = і , і ) , М3/ч |
междуагШ отвер стиями5, мм |
|
во-Колотверстий |
« |
иринаШ щ ели А, мм |
Диаметргазопро Dвода, мм |
ассаМтрубы горел гкки, |
|
|
|
|
|
§ |
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
ff |
|
|
|
20 |
157 |
15 |
|
66 |
510 |
90 |
32 |
3,9 |
20 |
209 |
15 |
|
88 |
680 |
100 |
40 |
5,3 |
20 ■ |
365 |
15 |
|
106 |
810 |
Н О |
40 |
5,6 |
20 |
522 |
15 |
|
136 |
1030 |
110 |
40 |
6,3 |
20 |
784 |
15 |
|
144 |
1100 |
130 |
50 |
8,4 |
20 |
1040 |
15 |
|
194 |
1470 |
130 |
50 |
9,9 |
100 |
522 |
20 |
|
46 |
480 |
100 |
40 |
4,4 |
100 |
784 |
20 |
|
68 |
700 |
100 |
40 |
5,0 |
100 |
1040 |
20 |
|
80 |
820 |
100 |
40 |
5,4 |
100 |
1560 |
20 |
|
106 |
1080 |
100 |
40 |
6,2 |
100 |
2080 |
20 |
|
126 |
1280 |
120 |
50 |
8,8 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 47 |
|
горелок конструкции Укргнпроннжпроекта (см. рис. 54) |
|
|
||||||
М инимальное дав ление газа, мм вод. ст. |
Н оминальный рас ход воздуха при давлении 5 0 мм вод. ст. ( а = 1,1), м */ч |
Ш аг между отвер стиями 5, мм |
К ол-во отверстий |
Д лина щели L, мм |
Ш ирина щ ели А, мм |
Диаметр подводя щего газопровода D y, мм |
Площ адь живого сечения перфориро ванного листа, см2 |
Масса горелки, кг |
20 |
157 |
15 |
66 |
510 |
90 |
32 |
19,9 |
23,0 |
20 |
208 |
15 |
88 |
680 |
90 |
32 |
26,6 |
27,0 |
20 |
365 |
15 |
106 |
810 |
100 |
40 |
46,5 |
31,0 |
20 |
521 |
15 |
136 |
1030 |
100 |
40 |
66,5 |
37,0 |
20 |
780 |
15 |
144 |
1100 |
110 |
50 |
99,5 |
40,0 |
20 |
1040 |
15 |
194 |
1470 |
110 |
60 |
133 |
48,0 |
20 |
1570 |
15 |
238 |
1810 |
120 |
60 |
199 |
56,0 |
20 |
2080 |
15 |
248 |
1880 |
120 |
70 |
266 |
58,0 |
100 |
521 |
20 |
46 |
480 |
120 |
50 |
66,5 |
17,5 |
100 |
780 |
20 |
68 |
700 |
120 |
50 |
99,5 |
25,4 |
100 |
1040 |
20 |
80 |
820 |
120 |
50 |
133 |
29,8 |
100 |
1570 |
20 |
106 |
1080 |
120 |
50 |
199 |
1 39,4 |
100 |
2080. |
20 |
126 |
1280 |
120 |
50 |
26& |
46,6 |
237
Основные технические характеристики п размеры подовых горелок
|
|
нагрузкаепловаяТ номиот0%13котла акктыс.нальной,л/ч |
ыагорелокво-олК котел |
расходоминальныйН нагазаприродного м3/чгорелку, |
Диаметры газовых |
||
Тпп |
|
отверстий, мм, |
|||||
|
|
|
|
при поминальном |
|||
|
|
|
|
|
давлении газа, |
||
|
|
|
|
|
|
мм вод. ст. |
|
котла |
гореліш |
|
|
|
130 |
200 |
3000 |
|
|
|
|
' |
|
|
|
ДКВР-2,5-13 |
ПГД-Н-137 2329,0 |
2 |
137 |
2,8 |
2,5 |
|
|
ДКВР-4-13 |
ПГД-Н-219 |
3723,0 |
2 |
219 |
3,1 |
2,8 |
— |
ДКВР-6,5-13 |
ПГД-Н-355 |
6035,0 |
2 |
355 |
3,5 |
3,1 |
— |
ДКВР-2,5-13 |
ПГД-С-137 |
2329,0 |
2 |
137 |
— |
|
1,5 |
ДКВР-4-13 |
ПГД-С-219 |
3723,0 |
2 |
219 |
— |
— |
■1,7 |
ДКВР-6,5-13 |
ПГД-С-355 |
6035,0 |
2 |
355 |
— |
— |
1,9 |
ДКВР-10-13 |
ПГД-С-305 |
9307,5 |
3 |
365 |
— |
--- |
1,9 |
Горелки этого типа частично используют энергию газовых струй, выходящих из сопел, инжектируя за счет нее 65— 75% воздуха, необходимого для сгорания газа. Это, естественно, повышает качество подготовки смеси газа и.воздуха и несколько снижает зависимость коэффициента избытка воздуха в топке от нагрузки котла.
При установке форкамерных горелок в топках водо трубных отопительных и промышленных котлов отпадает часть затруднений, имеющих место при переоборудовании чугунных секционных котлов. В частности, в первом случае, как правило, имеется достаточная высота топки, необходимая для размещения горелок, развития факела и полного догорания горючих частиц. Однако остаются в силе основные недостатки горелок: необходимость высо кой квалификации и тщательности при выкладке щелей и туннелей при монтаже горелок в топке (высокие темпе ратуры, развивающиеся в форкамерах, могут вызывать потребность в частых ремонтах и затруднять эксплуата цию) и ухудшение подготовки газовоздушной смеси при малейших нарушениях режимов разрежения в топке, засорении или появлении трещин в кладке форкамер, загрязнении сопел и других отклонениях от условий и ре жимов, указанных наладчиками.
Таким образом, если сравнить все 3 типа горизонталь ных (подовых) горелок, разработанных Укргипроинж-
Таблица 4S
конструкции Укргнпрогорнромгаза для котлов ДКВР (см. рпс. 54)
Минимальноедавление водммгаза,. ст. |
оминальныйН расход навоздухагорелку при давлении60 мм вод. ст. 1,1),=а(м */ч |
междуагШ отверсти мм5,иям |
отверстийво-Кол п |
W |
щиринаШели А , мм |
Диаметрподводящего газопроводаDy, мм |
адьПлощживого перфорировансечения листа,ногосм2 |
горелки,Масса кг |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
*rtl |
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
|
|
|
20 |
1430 |
15 |
170 |
1300 |
120 |
70 |
182 |
45 |
20 |
2290 |
15 |
210 |
1600 |
120 |
70 |
293 |
50 |
20 |
3700 |
15 |
268 |
2050 |
120 |
100 |
475 |
56 |
100 |
1430 |
20 |
128 |
1300 |
120 |
70 |
182 |
45 |
100 |
2290 |
20 |
158 |
1600 |
120 |
70 |
293 |
50 |
100 |
3700 |
20 |
202 |
2040 |
120 |
70 |
475 |
56 |
100 |
3800 |
20 |
196 |
2000 |
120 |
70 |
710 |
56 |
проектом (однотрубные с коллектором, расположенным по оси щели, двухтрубные с двумя коллекторами, располснкенными по краям щели, и форкамерные) и предназна ченных для установки в топках отопительных и промыш ленных котлов, то можно сделать следующие выводы.
1. Форкамерные горелки теоретически должны обес печивать более качественную подготовку газовоздушной смеси по сравнению с подовыми горелками, однако повы
шенная |
сложность обмуровочных и монтажных работ, |
|
а также |
увеличение эксплуатационных затруднений мо |
|
гут на |
практике свести к нулю |
имеющиеся преиму |
щества. |
|
работ оптимальные |
2. При производстве наладочных |
||
показатели однотипных котлов, оборудованных подовыми и форкамериыми горелками, практически мало отлича ются друг от друга. Так, при номинальных нагрузках нормали Укргипроинжпроекта для этих горелок преду
сматривают |
величину коэффициента избытка воздуха |
в топке ат = |
1,1 -г- 1,15 для форкамерных горелок, 1,15 |
для подовых горелок с периферийной выдачей газа и 1,15— 1,3 для подовых однотрубных горелок.
3. Наиболее надежными в эксплуатационных усло виях ' следует признать подовые горелки с периферийной выдачей газа при условии качественного монтажа и ква лифицированной наладки. Однако эти условия могут быть
239
238
выполнены только при промышленном централизованном изготовлении этих горелок, которое в настоящее время не организовано.
4. Все 3 типа подовых горелок требуют принудитель ной подачи воздуха под колосники или перфорированные решетки и, следовательно, вызывают необходимость в до полнительных металловложениях, расходе электроэнер гии и усложняют обслуживание и автоматизацию процес сов горения.
Мосгазпроект при газоснабжении экранированных кот лов без необходимости быстрого перехода на другие виды топлива и наличия в котельной газа низкого давления рекомендует производить переоборудование в соответ ствии с рис. 55. На фронтовой стенке котла устанавли ваются газовые горелки низкого давления с принудитель ной подачей воздуха конструкции Мосгазпроекта (см. рис. 5). При давлении воздуха перед горелкой 100 мм вод. ст. обеспечивается ее работа с коэффициентом избытка воздуха а т = 1,1 на номинальных нагрузках. Хорошее перемешивание газа с воздухом позволяет иметь доста точно короткий факел, составляющий при минимальных нагрузках 0,2, при максимальных — 1,0—1,5 м. При
ЧѴЧЧЧЧЧ'ѵ
240
16 И . А . Ш у р |
241 |