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

Труб. W

давлении. При этом для сохранения неизменной тепло­ вой нагрузки уменьшаются только диаметры выходных газовых отверстий: для номинального давления 3000 мм вод. ст. вместо 3,1 принимают 1,3 и вместо 4,3—2,1 мм. Давление воздуха при номинальных нагрузках горелки принимается равным 100 мм вод. ст. независимо от расчетного давления газа. Основные технические ха­ рактеристики и размеры горелок. Мосгазпроекта с при­

газа перед горелкой можно уменьшать и ниже 10 мм вод. ст., указанных в табл. 8, так как устойчивость, горения не нарушается. Однако давление газа ниже: 10 мм вод. ст. затруднительно регистрировать даже по водяному U-образному манометру, и потому работать на таких малых давлениях газа не рекомендуется. К не­ достаткам горелки следует отнести сравнительно боль­ шие поперечный габарит и массу. Технологическую сложность представляет сборка многоэлемеитной кон­ струкции.

На базе горелок ГА Мосгазпроект разработал го­ релки ГГВ (рис. 6), предназначенные для сжигания природного газа. Создание новых вихревых горелок было связано с необходимостью уменьшения их габа­ ритов и массы и упрощения технологии изготовления при сохранении высоких теплотехнических показателей с учетом возможности работы на резервном топливе. Горелки можно использовать на котлах, печах, сушилах и других тепловых и технологических установках.

Испытания показали, что горелки устойчиво рабо­ тают (на установках с различными топками) в интервале нагрузок от 10% от номинала до номинальной, обеспе­ чивая полное сгорание при а до 1,05 (испытания при нагрузках, более номинальной, не проводились). Ре­ зультаты испытаний показали, что и на среднем давле­ нии (3000 мм вод. ст.) а = 1,05 Ч- 1,10.

На рис. 7 показано переоборудование котла НРч с поверхностью нагрева 43 м2 путем установки одпофакельных инжекциониых газовых горелок среднего да­ вления (разработано Ленгипроинжпроектом). С котла снимается существующая фронтовая гарнитура и на шпильках для ее крепления устанавливается специаль­ ный фронтовой лист. В нем предусматривается отверстие для гляделки и запальника, перекрываемое раздвиж­ ными шторками. На каждом котле устанавливаются

70

71

по 2 горелки, что позволяет расширить диапазон регу­ лирования тепловой нагрузки котла за счет выключения одной пз них.

Р и с . G. К о н с т р у к т и в н а я с х е м а г о р е л о к Г Г В .

J — носик; 2 — з а в и х р и т е л ь ; з — г а з о р а с п р е д е л и т е л ь н ы й к о л л е к т о р ; 4 — к о р п у с ; 5 — с м о т р о в а я т р у б а ; 6* — п о д в о д г а з а ; 7 — п о д в о д в о з д у х а .

П р и м с ч а ' п и с . Ц и ф р ы п р и о б о з н а ч е н и и т и п а г о р е л к и о з н а ч а ю т р а с х о д п р и р о д н о г о г а з а , м 3/ ч , п р и д а в л е н и и 1 3 0 и л и 3 0 0 0 м м в о д . с т . Д а в л е ­ н и е в о з д у х а п р и н о м и н а л ь н о м р а с х о д е г а з а 1 0 0 м м в о д . с т .

Однофакельные инжекционные горелки среднего да­ вления инжектируют все количество воздуха, необхо­ димое для сжигания газа. Поэтому при нормальной работе котла отверстия на фроновом листе, через которые проходит вторичный воздух, закрываются.

72

75

заданном коэффициенте избытка воздуха. В горелйё

в топках с разрежением, например в топках отопитель­ ных котлов, где, как правило, поддерживается разреже­ ние 1—3 мм вод. ст.

Во избежание проскока пламени к соплу инжекциоиные горелки среднего давления конструируются с та­ ким расчетом, чтобы скорость выхода газовоздушиой смеси из устья горелки примерно в 20 раз превышала нормальную скорость распространения пламени для данного газа. В частности, для горелок Ленгипроиижпроекта, характеристика которых приведена в табл. 9, скорость выхода смеси природного газа с воздухом при

Чтобы пламя не отрывалось от горелок, необходимо применять искусственные стабилизаторы горения. С эти­ ми горелками чаще всего применяют керамические тун­ нели или горки, а также кольцевые стабилизаторы. Применение керамических или кольцевых стабилиза­ торов позволяет обеспечить устойчивую и безопасную работу инжекционных горелок среднего давления без отрыва пламени при любых практически достигаемых

В связи с этим главным препятствием для возмож­ ности регулирования в широком диапазоне расходов газа, особенно при использовании крупных иижекционных горелок, является нижний предел, т. е. такой режим их работы, когда дальнейшее уменьшение ско­ рости выхода газовоздушной смеси из устья горелки без уменьшения кратности инжектируемого воздуха приводит к проскоку пламени к соплу. В табл. 9 при­ ведено для каждого номера горелки (по исследованиям Лёнгипроинжпроекта) критическое давление, при ко­ тором наступает проскок пламени к соплу при а = = 1,0 и стабилизации пламени с помощью керамиче­ ского туннеля. Приведенные данные показывают, что чем больше горелка, тем большее давление газа необ­ ходимо поддерживать перед соплом, чтобы избежать проскока пламени. Для практических целей Ленгипроинжпроект принимает нижний предел давления газа перед этими горелками на уровне 1000 мм вод. ст.

76

Ё топках малого объема чугунных секционных КотлоЗ туннели применяются редко н стабилизаторами гореиия часто служат керамические горки. Эти же горки защища­ ют от перегрева задние лобовые секции котлов. Колосни­ ковая решетка засыпается слоем битого шамотного кирпича. При растопке котла, в топке которого распо­ ложена керамическая горка, инжекционная газовая горелка разжигается при закрытой воздушной регули­ ровочной шайбе, затем медленно и постепенно увеличи­ вается подача газа и соответственно приоткрывается воздушная шайба. При этом следует внимательно сле­ дить за тем, чтобы факел у устья горелки был устойчи­ вым. Нельзя допускать проскока пламени к соплу или отрыва' его от устья горелки. Керамическая горка по­ степенно разогревается до светло-красного каления, после чего расход газа через горелку может быть дове­ ден до номинального, а количество первичного воздуха повышено до значения 1,0. Факел пламени отрывается от устья горелки и поджигается на раскаленной поверхности горки, которая передает тепло наружным поверхностям секций котла за счет излучения.

Д-о пуска котла в нормальную эксплуатацию горке следует придавать такую форму, которая обеспечивала бы

колосниковой решетки. При растопке котла факел горелки должен омывать ее поверхность. Горка должна начинаться непосредственно у фронтовой секции и по­ степенно подниматься, не перекрывая задние секции котла. Для устройства горки следует применять только огнеупорный кирпич, разбитый примерно на 8 кусков. Во время эксплуатации следует наблюдать за состоянием горки, не допуская шлакования ее по­ верхности.

При наличии в котельной газа низкого давления на фронте чугунных секционных котлов устанавливают газовые горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха, стабилизация пламени у которых также может осуществляться с помощью керамической горки. В этом случае горелку разжигают при закрытой воздушной заслонке и переходят иа нормальною ра­ боту аналогично инжекционным горелкам путем посте­ пенного и поочередного открытия газового крана и воз­ душной заслонки.

77

Опыт паладки и эксплуатации чугунных секционных котлов, работающих на иижекционных горелках сред­ него давления н горелках с принудительной подачей воздуха при стабилизации пламени с помощью керами­ ческих горок, показал, что приведенные выше методы нх переоборудования обладают целым рядом конструк­ тивных, технологических и эксплуатационных недостат­ ков. Работа горелок с количеством первичного воздуха а ^ 1 иногда приводит к появлению пульсаций в топке. Инжекцпонпые горелки среднего давления создают повышенный шум, недостаточно устойчиво работают на малых нагрузках, характерных для отопительных котельных. Габариты горелок велики, они загромо­ ждают проходы в котельной. Чтобы уменьшить шум от горелок и обеспечить устойчивую их работу без отрыва факела от устья, операторы настраивают горелки на работу с недостатком первичного воздуха. Это неиз­ бежно приводит к химическому недожогу или к резко­ му повышению избытка воздуха за котлом за счет уве­ личенных количеств вторичного воздуха.

Горелки низкого давления с принудительной пода­ чей воздуха сложны по конструкции, требуют постоян­ ного расхода электроэнергии и специальной блокировки подачн газа и воздуха. Поддержание нужного соот­ ношения количества газа и воздуха без наличия авто­ матики затруднительно. Горелки и воздухопроводы загромождают проходы в котельной. Керамическая горка раскаляется только со стороны, обращенной к фронту котла. Тыльная ее сторона разогревается зна­ чительно меньше.

Вышепазванпые недостатки несколько уменьшаются при установке на этих котлах горелок со стабилизи­ рующими устройствами в виде кольцевых или пластин­ чатых стабилизаторов. Это позволяет отказаться от уст­ ройства горок. Так, при использовании иижекционных горелок среднего давления типа ИГК конструкции Мосгазпроекта (рис. 9) отпадает необходимость ц керамиче­ ских стабилизаторах пламени, так как огневой насадок горелки вместо обычного конфузора представляет собой решетку, набранную из металлических пластин толщи­ ной 0,5 мм и стягивающих стержней. Поток газовоз­ душной смеси, выходящей из горелки, обтекает каждый стержень, образуя зоны обратных токов горящих газов и раскаленных продуктов горения, устойчиво стабили­ зирующих факел. Во избежание проскока пламени

78