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

расстояние между пластинами выдерживается не более 1,5 мм, т. е. меньше критической величины для про­ скока пламени при горении природного газа. Горелки с пластинчатыми стабилизаторами, по данным инсти­ тута Мосгазпроект, устойчиво работают без отрыва и проскока пламени к соплу горелки в диапазоне да­ влений газа от 300 до 6000 мм вод. ст.

При нормальной работе горелок пластины стабили­ затора ие перегреваются, так как охлаждаются потоком газовоздушной смеси, и могут служить длительное время. При выключении горелки воздушную шайбу следует оставлять открытой, чтобы через горелку про­ сасывался воздух за счет разрежения в топке. Это пред­ отвращает перегрев пластин стабилизатора от излуче­ ния пламени и раскаленной кладки котла. Воздушная шайба горелки ИГК имеет форму круглой или квадрат­ ной коробки без крышки и предназначена в основном для уменьшения шума. Горелки могут зажигаться без проскока пламени при полностью открытых воздушных шайбах. Недостаток горелок ИГК — некоторая слож­ ность изготовления стабилизатора. При увеличении зазора между его пластинами более 1,5 мм за счет нека­ чественного изготовления или их коробления пламя при разогреве проскакивает к соплу горелки и стабилиза­ тор разрушается.

На практике кроме горелок ИГК в прямом испол­ нении очень широко используют горелки типа ИГК в. угловом исполнении, что позволяет несколько умень­ шить длину выступающих от фронта котла частей. Однако тепловая нагрузка угловых горелок несколько меньше, чем у соответствующих прямых горелок. Тех­ нические характеристики и габаритные размеры пря­ мых горелок ИГК приведены в табл. 10, а размеры угловых — в табл. 11. При указанных в табл. 10 и 11 размерах горелки способны инжектировать весь воз­ дух, необходимый для сжигания природного газа, если

приводит к снижению ипжекционной способности го­ релки и перегреву пластин стабилизатора. В эксплуата­ ционных условиях наблюдается засорение зазоров ме­ жду пластинами стабилизатора ворсинками войлока и пылью из помещения котельной, образующими на пластинах нагар. Увеличивающееся гидравлическое сопротивление горелки снижает ее инжекционнуіо

79

82

Таблица 11

Оснопные размеры, мм, угловых горелок ИГК конструкции Мосгазпроекта (ем. рис. 9, б)

способность и может привести к появлению потерь от химической неполноты сгорания газа.

Серьезным недостатком горелок ИГК являются боль­ шие габаритные размеры, что очень затрудняет их раз­ мещение и эксплуатацию в условиях ограниченных по­ мещений отопительных котельных. При этом даже ис­ пользование горелок в угловом исполнении не снимает проблему загромождения проходов.

• Мосгазпроект в 1971 г. осуществил модернизацию прямых горелок, в частности в горелках с расходом газа 50 м3/ч и выше применил только 4-сопловые аппа­ раты, что привело к уменьшению их длины. Характе­ ристики и размеры модернизированных горелок при­ ведены в табл. 10.

В настоящее время большое число действующих ко­ тельных с чугунными секционными котлами переобо­ рудованы по проектам Мосгазпроекта с использованием горелок ИГК. Проектное решение аналогично описан­ ным выше: в топке сохраняется колосниковая решетка, а горелки располагаются на уровне дверки, служащей для загрузки твердого топлива. На каждом котле уста­ навливается по 2 горелки соответствующей теплопро­ изводительности, по возможности под небольшим углом друг к другу.

При установке однофакельных горелок на фронтовой стенке в случае сжигания газа во внутренней топке для защиты нижней части котла от непосредственного воз­ действия факела, а также для обеспечения полного сгор'аиия газа в топке устраивают защитные стенки. В котлах ИРч, МГ-2 и других, где чугунные секции могут быть приподняты над колосниковой решеткой

за счет кирпичной кладки, защитные стенки моИшо не устанавливать при условии, что ось горелки располо­ жена ыа 300—400 мм ниже начала секции. Колоснико­ вую решетку перекрывают двумя слоями листового асбеста толщиной 5—10 мм и одиим рядом шамотного кирпича плашмя насухо. Горелки устанавливают в клад­ ку фронтовой стенки топки на глубину 250 мм. Над горелками и под ними имеются гляделки, через которые зажигают горелки и наблюдают за процессом горения газа в топке. Вентилируют подколосниковое простран­ ство через поддувальное отверстие, закрытое металли­ ческой сеткой.

Все приведенные выше методы переоборудования

ладке режимов сжигания газа достаточно высокую эффективность их работы с к. п. д. до 80%, так как при­ меняемые при этом газогорелочные устройства выдают в топку хорошо подготовленную газовоздушную смесь. Устойчивость пламени от возможного отрыва обеспе­ чивают стабилизирующие устройства, диапазон регу­ лирования расхода газа через горелки дает возможность менять нагрузку котлов в соответствии с требованиями отопительного графика. Переоборудование котлов до­ статочно просто, и обслуживание котлов, работающих на газовом топливе, не вызывает затруднений у опера­ торов.

При установке горелок на фронтовой стенке топки котла предпочтительнее применять инжекциоиные го­ релки среднего давления, чем горелки низкого давления с принудительной подачей воздуха, так как переобору­ дование котлов и их обслуживание в этом случае зна­ чительно проще, а автоматическое поддержание прак­ тически постоянного коэффициента первичного воздуха в газовоздушной смеси, выходящей из устья горелок, создает предпосылку для более полного сжигания газа. Стоимость газооборудования котельной снижается за счет уменьшения диаметров газопроводов, отсутствия дутьевых вентиляторов и воздухопроводов, блокиру­ ющих устройств для газа и воздуха и т. д. Однако при подключении котельной к газопроводам низкого давле­ ния или размещении котельной под жилыми, обществен­ ными или коммунальными потребителями приходится использовать горелки низкого давления с принудитель­ ной подачей воздуха.

84

Опыт эксплуатаций Дугунных секционных котлоВ при сжигании газового топлива с помощью газовых горелок различных конструкций, установленных на фронте, показал, что этот метод переоборудования имеет коренной недостаток: неравномерное распреде­ ление тепла по длине топки, что приводит к неравно­ мерному восприятию тепла отдельными секциями. При расчетном теплосъеме с котла отдельные секции ока­ зываются перенапряженными и зачастую выходят из строя, особенно при использовании жесткой воды.

Установка горелок на фронтовой секции котла при­ водит к резкой неравномерности распределения темпе­ ратур по длине топки. Так, исследования показали, что при нагрузке котла, близкой к номинальной, и ус­ тановке на котле НРч-25 горелки ИГК-60М в верхней части топки температура продуктов горения перед выходом в межсекционные газоходы у задних секций достигает значений 750—870° С, у передних значительно ниже — 350—550° С. При этом у фронтовой секции наблюдается и наибольшая неравномерность распре­ деления температур по ширине топки. Та же картина имеет место и при снижении нагрузок котла до 50% от номинальной: у задних секций температура продук­ тов горения 550—600, у передних — 250° С. Следует при этом отметить, что в верхней части топки на всех режимах работы котла не обнаружено продуктов непол­ ного горения газа, а отклонение концентраций кисло­ рода и углекислого газа от среднего значения по длине

иширине топки не превышало 1 %.

Вконвективных газоходах котла на всех нагрузках также установлена хорошая равномерность распреде­ ления кислорода и углекислого газа и отсутствие в них подсосов воздуха. При этом распределение температуры продуктов горения в верхней части газохода носило тот же характер, что и в верхней части топки: у передней

секции около 270, у задней секции — 410—450° С. В нижней части газохода (перед входом в боров) тем­ пература у передней секции 200—240, у средних и зад­ них секций — 270—300° С.

Эти данные свидетельствуют о неравномерном за­ полнении топки и газоходов продуктами горения газа,, неравномерном распределении тепловых потоков ме­ жду секциями котла, что может явиться одной из основ­ ных причин преждевременного выхода их из строя. Сле­ дует отметить, что резкое снижение температур продуктов:

85-

Горения в конвективных: газоходах: у фронтовых сек­ ций котла может привести к появлению в газоходах конденсата, что иногда и наблюдается в эксплуатацион­ ных условиях. Неравномерность температур по длине топки вызывается в основном совпадением направлений развития факела и движения продуктов горения, кото­ рое определяется расположением места выхода уходя­ щих газов у задней секции котла.

Поиски новых решений привели Мосгазпроект к предложению располагать горелки ниже уровня колос­ ников, что позволяет значительно увеличить топочный объем, удалив колосниковую решетку и нодколоспиковые балки. Это требует стационарного газоснабжения котельной и отсутствия необходимости быстрого пере­ хода на резервное твердое топливо или наличия ре­ зервных котлов. Приспособление топки чугунного сек­ ционного котла для работы на газовом топливе с ис­ пользованием инжекцпонных горелок среднего давления типа ИГК при пониженной их установке показано на рис. 10. На поду топки сверх имеющегося ряда красного кирпича для защиты от перегрева укладываются на растворе плашмя 2 ряда шамотного кирпича класса А. Инжекционные горелки среднего давления типа ИГК устанавливаются горизонтально в один ряд с таким рас­ четом, чтобы было обеспечено хорошее заполнение факе­ лами топочного объема.

Увеличение выравнивания тепловых потоков до­ стигается не только снижением уровня установки газо­ вых горелок, но и устройством дополнительного пере­ крытия нижней части топки в ее тыльной части сводом из шамотного кирпича класса А.

В целях унификации решений для чуянных сек­ ционных котлов различных конструкций Мосгазпроект устанавливает на них горелки типа ИГК только двух модификаций — ИГК-25М и ИГК-60М, варьируя их количество и давление газа перед ними. В табл. 12 приведены данные Мосгазпроекта по количеству уста­ навливаемых горелок ИГК на некоторых типах чугун­ ных секционных котлов, а также основные установочные размеры, принятые при переоборудовании этих котлов.

Как показано выше, на надежность и эффективность работы чугунных секционных котлов оказывает боль­ шое влияние качество подготовки питательной воды, от которого зависит величина загрязнений внутренних по­ верхностей нагрева солями жесткости. При определении

86

Таблица l3

Расчетные данные по водогрейным и паровым котлам «Уннверсал-6» п «Энергня-6», оборудованным горелками типа ИГК по материалам Мосгазпроекта

«Э п е р г и я-6»

или водогрейный. Мосгазпроект в своих последних проектах переоборудования секционных котлов, ре­ комендуя пониженную установку инжекционных горе­ лок среднего давления типа ИГК, приводит зависимость величины теплосъема с 1м2 поверхности нагрева котлов

90