книги из ГПНТБ / Чепель В.М. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий

няют указанную производительность, но при давлении газа перед ними от 0,5 до 0,9 ати (точнее — от5200 до 9300not вод. ст.).

Специальными испытаниями этих горелок установлена устой­ чивая их работа при сохранении постоянного коэффициента инжекции в широких пределах (при изменении давления газа пт 400 до 5000 мм вод. ст.) и атмосферном давлеиии в топке, обес­ печивающая полное сгорание газа при минимальных избытках воздуха а = 1,05. При изменении давления в топке выше и ниже атмосферного инжекциониая способность горелок изменяется. При увеличении разрежения в топке на каждый 1 мм вод. ст. коэффициент избытка воздуха повышается примерно на 0,1 и умень­

влпяпие разрежения и противодавления в топке иа подсос воз­ духа горелкой наблюдается главным образом при давлении газа перед нею до 0,08 ати (800 мм вод. ст.); при нормальном же давлении газа перед горелкой (0,3—0,5 ати), влияние это нич­ тожно. Отсюда следует, что в горелках высокого давления полного смешения для поддержания постоянным соотношения между количеством газа и инжектируемого им количеством воздуха (коэффициент инжекции), при сохранении нормальной произво­ дительности горелок необходимо, чтобы давление газа в газо­ проводе котельной поддерживалось постоянным.

Эти горелки на конце смесителя имеют специальный выходной пасадок — головку с отверстием, суживающимся к выходу, чем обеспечиваются более высокие скорости вылета газовоздушной смеси из горелки, препятствующие проскоку пламени в нее. Для природных газов выходные скорости газовоздушной смеси принимаются от 10 до 20 м/сек и от 15 до 30 м/сек для искусствен­ ных газов.

Головки горелок бывают различных конструкций, как, напри­ мер, литые с ребрами для лучшего охлаждения их воздухом (рис. 73) и с полыми стенками для охлаждеиия их проточной водой (горелки «Стальпроекта» и многосопловые горелки (рис. 66 и 71) большой производительности) и даже с охлаждением их газом, поступающим в горелку (см. рис. 72).

Охлаждение головки производится не только для ее сохран­ ности от влияния высоких температур, ио главным образом для того, чтобы головка не нагревалась, так как нагрев ее будет

выходного отверстия горелки устанавливается рассекатель (брус) из огнеупорного материала, или головка горелки заканчивается огнеупорным туннелем.

горелок следует оставлять открытыми, во избежание перегрева стабилизаторов, которые во время работы охлаждаются газом.

Рабочее давление газа перед горелками должно быть от 0,1 до 0,5 ати и при этом коэффициент регулирования производитель­ ности их (отношение производительности горелки при наиболь­ шем расчетном давлении (0,5 ати) к ее производительности’при минимальном давлении (0,1 ати) достаточно высокий — 2,25. Горелки выпускаются шести типоразмеров на производительность

Рпс. 68. Горелка с пластинчатым стабилизатором:

1 — пластинчатый стабилизатор; * — воздушная шайба— звукопоглотптель.

от 20 до 200 нм3/час. Воздушные шайбы у этих горелок могут выполняться и в виде круглых коробок, изнутри выложенных асбестом для некоторого снижения шума, издаваемого инжекционными горелками при работе (см. рис. 68-2).

В Румынской Народной Республике хорошо зарекомендовали себя чугунные инжекционные горелки высокого давления типа Т. Д. (рис. 69) со стабилизатором пламени в насадке головки (описание см. в разделе «Сжигание газов несветящимся пламе­ нем»). Благодаря зажигательному кольцу, образующемуся в ка­ нале головки, эти горелки устойчиво работают на природном газе как с огнеупорными насадками, так и без пих, на давлении газа от 250 мм вод. ст. до 0,5 ати. Горелки выпускаются несколь­ ких типоразмеров на производительность от 3 до 40 tut3/час

Такого же типа блоки инжекционных горелок существуют н для ыецьшпх расходов газа, не превышающих 10 им3 ыа одну горелку.

Уменьшение размера горелок может быть достигнуто заменой одного газового сопла несколькими.

Институтом использования газа Академии Наук Украинской ССР совместно с Институтом «Укрнефтьпроект» разработан ряд конструкций многосопловых инжекционных горелок для работы на природном газе.

На рис. 71 дана одна из таких горелок полного смешения (конструкции ииж. Царика Д. Ф.). Горелка имеет шесть газовых сопел 2, через которые газ поступает в цилиндрический смеси­ тель 1, инжектируя первичный воздух через окна инжектора смесителя, открытие которых регулируется воздушной заслон­ кой 7 с ручками 8. Разделение газового потока па отдельные струи способствует более быстрому перемешиванию его с возду­ хом и позволяет делать горелки значительно короче односопловых горелок полного смешения, особенно учитывая, что при уста­ новке они на 2/ 3 находятся в кладке топки. Горелки обеспечивают сжигание природного газа полным горением при избытке воздуха а = 1,15—1,25. Однако устойчивость работы горелок связана с поддержанием определенной величины давления газа в зависи­

производительностью от 85 до 125 нм3/час, требуют уже давления от 0,3 до 0,8 ати. При этом коэффициент производительности горелки становится низким, равным 1,47. Последнее указывает на то, что производительность многосопловых горелок полного смешения (в 100—125 нм3/час при указанном давлении и цилиндрических соплах, установленных в этих горелках, яв­ ляется предельной. Значительно большую производительность дают многосопловые горелки с неполным предварительным сме­ шением газа и воздуха. Так, восьмисопловые горелки почти такого же размера, как горелки № 9, при подсосе первичного воздуха в количестве 70% от необходимого имеют производитель­ ность от 117 до 300 нм3, работая при давлении от 500 мм вод. ст. до .0,5 ати, т. е. с коэффициентом регулирования равным 2,6. Вторичный воздух в этих горелках поступает вокруг смесителя горелки через окружающий его кожух за счет силы тяги и регу­ лируется специальной заслонкой.

Испытаниями работы этих горелок на природном газе, произ­ веденными в г. Львове работниками Ленинградского отделения треста «Энерголегпром», установлено, что в эксплуатационных условиях устойчивость их работы при подаче первичного воздуха, в количестве 70% от необходимого недостаточно высока и коче-

тары, опасаясь проскока пламени, работают с подачей первичного воздуха менее 70%. А так как вторичного воздуха горелка не пропускает более 30%, то сгорание газа получается со значитель­ ной неполнотой, для снижения которой необходимо работать с повышением разрежения в топке, что нельзя признать удачным решением вопроса.

. Рис. 72. Многосопловая инжекционная горелка с индивидуальными смесителями:

/ — 1 B 8 0 B 0 J сопло; 2 — газовая коробка; з — плита; 4 — головка горелки; 5 — смеситель; 6 — туннель.

На рис. 72 дана одна из последних конструкций многосопло­ вых горелок полного предварительного смешения (конструкции инж. Царика Д. Ф. и Приваловой К. А.), которая предназна­ чена для установки в печах и котлах и, судя по опубликованным данным испытаний, имеет более высокие показатели работы по сравнению с указанными выше многосопловыми горелками.

В этой конструкции газ из распределительной коробки горелки 2 через семь сопел 1 поступает в индивидуальные смесители 5 (не цилиндрические), расположенные в общем корпусе и инжек­ тирует необходимый для горения воздух прямо с торца горелки через отверстия между соплами. Газовоздушная смесь через

и длиной не менее в 1,5 раза больше диаметра выходного отвер­ стия горелки), и сгорает полным горением с коэффициентом избытка воздуха а = 1,05, который горелка выдерживает почти постоянным при давлении газа перед горелкой от 0,3 до 1,2 ати. Разжиг горелки может производиться с торца введением внутрь его зажженного факела, при этом не требуется прикрывать отвер­ стия для входа первичного воздуха; остановка горелки произво­ дится закрытием газового крана тоже при открытых отверстиях для воздуха.

Охлаждение головки горелки газом,' резко повысившее устой­ чивость ее пламени, применено с целью избежать устройства в печных цехах специальной системы для водяного охлаждения горелок.

В печных установках применяются инжекционные горелки с инжекцией газа воздухом.

Из изложенного следует, что инжекционные горелки полного смешения могут автоматически сохранять постоянным соотно­ шение газа с воздухом, т. е. обладают свойством саморегулиро­ вания в пределах нормальных нагрузок и достаточного давления газа перед горелкой.

Поэтому после того как горелка отрегулирована, при необхо­ димости изменить ее нагрузку, достаточно изменить только подачу газа, не трогая шайбу, а в случае изменения давления газа перед горелкой она сама изменяет количество подсасываемого воздуха в горелку. При регулировании подачи воздуха в горелку следует помнить, что горелки полного смешения при полном сгорании

немедленно потемнеет и может приобрести окраску желтого и даже красноватого цвета с копотью, особенно на природных газах, богатых метаном. В случае повышенного избытка воздуха резко усиливается гудение горелки.

Достоинством инжекционных горелок полного смешения, кроме способности к саморегулируемости в указанных выше пределах, является простота их устройства и наиболее совершен­ ное перемешивание газа с воздухом, обеспечивающее возмож­ ность его полного сжигания при минимальных избытках воздуха а = 1,02 — 1,05 и даже ниже.

Кроме того, эти горелки могут иметь значительную производи­ тельность и способны подсасывать все необходимое количество

меньшую производительность, чем прямые, хотя и занимают меньше места.

Горелки внутреннего смешения с принудительной подачей воздуха

Эти горелки, как и инжекционные, имеют большое приме­ нение для сжигания горючих газов в топках котлов и печей ком­ мунальных и промышленных предприятий, особенно в тех уста­ новках, где имеется необходимость в больших расходах газа, а применение газа среднего давления по каким-либо причинам является невозможным.

Горелки с принудительной подачей воздуха работают на да­ влении газа от 50 до 150 мм вод. ст. и давлении воздуха от 50 до 300 мм вод. ст. Некоторые конструкции этих горелок могут рабо­ тать и на среднем давлении газа. В отличие от инжекционных горелок, инжектирующих первичный воздух за счет энергии струи газа, в горелки с принудительной подачей воздух