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

Для упорядочения подвода в топку вторичного воздуха с целью подведения его к пламени горелок Институтом предложена уста­ новка в поддувале под колосниками, на которых лежат горелки, специальных труб по одной на каждую горелку. Задние концы труб закрыты, а в передних устанавливаются поворотные круглые заслонки для регулирования поступлеиия вторичного воздуха.

Рис. 89. Установка кожуха на горелки и трубы для подвода воздуха в сек­ ционном котле:

I — секция котла; 2 — горелка; 3 — колосники; 4 — кожух; 5 — труба для вторичного воздуха; 6 — регулятор васлонки вторичного воздуха.

Поступление воздуха из трубки к горелкам осуществляется через два ряда отверстий, насверленных в трубах под углом в 45° к вертикали. Для равномерного распределения воздуха вдоль горелок отверстия для воздуха в трубах по мере удаления их от фронта котла делаются большего диаметра, чем в начале труб. Пространство в поддувальном отверстии между трубами плотно закладывается кладкой. Также должны быть ликвидиро­ ваны прочие отверстия, через которые может подсасываться в топку воздух.

Улучшение подачи вторичного воздуха может быть достигнуто без установки указанных выше труб, путем закладки колоснико­ вой решетки, кроме промежутков между горелками, куда напра­ вляется весь поток вторичного воздуха, что улучшает его переме­ шивание с газовоздушной смесью. В этом случае регулирование

подачи воздуха, необходимого для горения газа, может осуще­ ствляться задвижкой на входном отверстии кожуха, и регулиро­ вочные шайбы могут быть сняты. Такое устройство особенно приемлемо для игокекциониых горелок низкого давлеиия, зажи­ гание и гашение которых производится автоматически.

При оборудовании секционных чугунных котлов, имеющих большую ширину топок, чем котлы Стреля, указанными выше ннжекцнониымп горелками (типа ОП) рекомендуется устанавли­ вать их в соответствии с устройством, показанным на рис. 90.

Рпс. 90. Схема установки горелок в секционных котлах.

Огнеупорные иасадкп, наклоненные в сторопу пламени, обе­ спечивают лучшее перемешивание вторичного воздуха с горящей

выше, поддержанию которой на высоком уровне способствует накал насадок.

Поступление вторичного воздуха к горелкам должно осуще­ ствляться раздельно и регулироваться при помощи поворотных регистров, допускающих более полную регулировку, чем обычные дверцы поддувала. Указанным устройством можно обеспечить весьма эффективное сжигание газа в чугунных секционных котлах.

На рис. 91 приведен способ переоборудования котлов типа Стреля и Стребеля (большой модели) для сжигания газа среднего давления беспламенным методом, успешно применяемый в г. Льво­ ве на природном дашавском газе.

Топка котла оборудуется двумя многосопловымп горелками полного смешения 4 с цилиндрическими смесителями, устанавли­ ваемыми с двух сторон котла.

Колосниковая решетка котла закладывается слоем 2 шамот­ ного кирпича, укладываемого плашмя в один ряд. В середине топки выкладывается шамотная горка 5, состоящая из двух рядов

целого кирпича, обложенных кусками битого шамота и отделен­ ная от боковых стенок котла стенками из двух рядов шамотногокирпича, уложенного на ребро. Шамотный кирпич везде приме­ няется наивысшей огнеупорности — класса А.

Футеровка 3 горелок выполняется из шамотной массы этого же класса. Сгорание полностью подготовленной газовоздушной смеси, вытекающей из горелок, происходит беспламенио на рас­ каленной шамотной горке, которая к тому же обладает высокой

Рис. 91. Оборудование секционных котлов горелками среднего давления:

1 — фронтовой щиток; 2 — закладка колосников: з — шамотная футе­ ровка; i — горелки; 5 — битый шамотный кирпич.

степенью отдачи тепла излучением к поверхности нагрева котлаПри невозможности установки горелок с двух сторон котла из-за недостатка места применяется установка с фронта одной или двух односопловых инжекционных горелок полного смешения или одной горелки с принудительной подачей воздуха. В этом случае вся площадь колосниковой решетки засыпается плотно толстым слоем битого шамотного кирпича с возвышением по серединетопки горкой не ниже центральной оси горелки.

Котлы « Универсал» и « Металлас»

Секционные чугунные котлы «Универсал» (ЩК-1), «Металлас» и им подобные, имеющие поверхность нагрева в пределах от 12 до 70 м2, при переводе на газ оборудуются так же, как котлы

202 Глава VIII

типа Стреля или при помощи установки в них горелок внешнего смешения (подовых), и смесительных, с принудительной подачей воздуха, работающих на низком давлении газа, а также ннжекционных горелок полного смешения на среднем давлении, в зави­ симости от имеющегося давления газа.

На рис. 92 приведено переоборудование котла «Универсал» поверхностью нагрева в 34,4 м2, для сжигания природных и по­ путных нефтяных газов при помощи двух инжекционных горелок полного смешения, работающих на среднем давлении газа. Суще­ ствующая фронтовая плпта с гарнитурой снимается н на шпильки, удерживавшие ее, устанавливается другая, в которой монтируются горелки под углом 80° по отношению к фронту котла.

Колосниковая решетка закрывается полностью слоем битого шамотного кирпича с горкой посередине; наибольшая высота горкп 300 мм.

Для обеспечения стабилизации пламени и полного сгорания газа беспламенным способом поток газовоздушной смеси должен ударяться в горку. Кроме того, раскаленная поверхность шамота значительно повышает отдачу тепла лучеиспусканием (радиа­ цией), что важно при беспламенном сжигании газа, дающем прозрачное пламя, обладающее пониженной способностью излу­ чения, по сравнению с менее прозрачным п светящимся пла­ менем.

Так как горелки полного смешения в этом и подобных котлах устанавливаются без туннелей, то после разжига работа их должна производиться с пониженной нагрузкой и с подачей первичного воздуха не более 50—60% от необходимого для горения до тех пор, пока горка не разогреется до светлого каления. Вторичный воздух в этом случае подается под решетку через окна, располо­ женные нпже горелок. Зажигание производится через смотровые окна, выше горелок. Как те, так и другие окна, снабжены раз­ движными дверцами для регулирования поступления воздуха в топку. Во время нормальной работы топки небольшая часть воздуха должна подаваться под колосниковую решетку для ее охлаждения, при этом может быть достигнуто полное сгорание

и запальник перед ними. Взрывные предохранительные клапаны для котлов «Универсал 1 и 2» устанавливаются по одному в кладке задней стенки котла, а для котла «Универсал 3» — по два на верхней съемной кладке, предназначенной для чистки сек­ ций. Расчетная производительность котла принимается 10000 ккал на 1 м? поверхности нагрева котла в час. Высота горелок от пола, в зависимости от расположения в котле колосниковой решетки, принимается в 530 или 670 мм. При установке в котлах

Рио. 92. Газовое оборудование котла «Универсал».

горелок внешнего смешения (подовых) подача воздуха к ним осуще­ ствляется при помощи вентилятора, с которым топка работала на твердом топливе.

Котлы Рсвокатова и « Пламя»

Сжигание газов в секционных чугупиых и сварных стальных котлах системы Н. Ы. Ревокатова и в котлах «Пладгя», отличаю­ щихся от предыдущих котлов большой производительностью и имеющих поверхность нагрева в пределах 37—61 м2, может быть осуществлено при помощи ппжекциониых горелок, горелок

спринудительной подачей воздуха и диффузионных горелок. Целесообразно применение в котлах ипжекцноиных горелок

на среднем давлении газа, одиночных н многосопловых. Горелки устанавливаются перед котлом иа фронтовой плите в отверстии, прикрываемом топочной дверцей, которая снимается. На толщину передней стенки топки котла делается туннель или амбразура, к которой примыкает головка горелки. Возможна установка

делаются отводы из стальных труб с головками, направленными вверх из-под колосниковой решетки, для чего снимается часть ко­ лосников. В обоих случаях колосниковая решетка засыпается боем шамотного кирпича или закладывается в два слоя (лож­ ком) огнеупорным кирпичом класса- А.

В последнем случае с целью повышения излучающей способ­ ности закладки решеток полезно их поверхность покрыть тонким слоем мелкобитого шамота, который быстро раскаливается до вы­ сокой температуры. На рпс. 93 показано переоборудование котла Ревокатова (НР-ч) на природный газ низкого давления с примене­ нием смесительной горелки с принудительной подачей воздуха и автоматом блокировки газа с воздухом.

Работа топки может производиться с избытком воздуха а = = 1,1—1,2 с учетом воздуха, подаваемого под колосниковую ре­ шетку для ее охлаждения. Котлы указанного типа с успехом оборудуются подовыми щелевыми горелками, расположенными на колосниковой решетке. Наиболее простой способ переоборудо­ вания указанных выше котлов на газообразное топливо осуще­ ствляется путем применения двух горелок диффузионного типа

(рис. 94).

Горелки делаются из стальной трубы диаметром 2", длиной, равной длине колосниковой решетки с просверленными на боко­ вой поверхности трубы отверстиями. Горелки укладываются на колосниковую решетку отверстиями вверх на равном расстоянии от боковых стен топки и между собой.

Воздух1

Рис. 93. Газовое оборудование котла НР-ч:

Посередине между горелками и по другую сторону от них выкладываются разделительные огнеупорные стенки высотой в кирпич, положенный на ребро, образующие каналы, в которых лежит горелка. Остальная часть решетки закладывается огне­ упором в '74 кирпича.

Воздух подается под решетку тем же вентилятором, с которым топка работала на твердом топливе, и через каналы подводится к струйкам горящего газа, вытекающего из отверстий горелок. Давление газа перед горелками поддерживается в 100 мм вод. ст.;. давление воздуха в подводящем коробе — 60 мм вод. ст. К. п. д. котла может быть получен на природном газе до 74% . Коэффи­ циент избытка воздуха за котлом а = 1,35. Взрывные клапаны у котлов устанавливаются на задней стенке и на потолочной части котла.

Жаротрубные и дымогарные котлы

Сжигание горючих газов в жаротрубных котлах производится на низком и среднем давлении газа. Учитывая, что поверхность нагрева одножаротрубных котлов бывает от 15 до 70 м2, а двух­

жаротрубных от 50 до 100 м2 и онп потребляют газа значительно больше, чем отопительные котлы, целесообразным является оборудование их инжекционными горелками полного смешения, работающими на среднем давлении газа.

В силу ряда условий установки этих котлов в коммунальных предприятиях — банях, прачечных и на отоплении — не всегда возможно применение газа среднего давления, и в таком случае они оборудуются горелками с принудительной подачей воздуха, работающими на' газе низкого давления.

При переоборудовании топочных устройств снимается фрон­ товая гарнитура топок и из жаровых труб вынимаются полно­ стью колосниковая решетка и порог. На месте старой гарнитуры монтируется новая фронтовая плита и прикрепленные к ней го­ релки (рис. 95). Непосредственным продолжением горелок явля­ ются огнеупорные туннели и на некотором расстоянии от них — рассекатель из огнеупорного бруска, или горка из боя шамотногокирпича, имеющие целью стабилизировать пламя горелок и обе­ спечить лучшее перемешивание и сгорание газа, что важно для горелок, работающих с принудительной подачей воздуха.

С целью предотвращения возможного случая пережога стенки жаровой трубы при большом тепловом напряжении поверхности нагрева, развиваемом на газе (особенно если на стенках труб будет допущена накипь), согласно требованию Котлонадзора, жаровые трубы на 1—2,5 м от фронта выкладываются футеров­ кой из огнеупорного кирпича класса А.

Футеровка может быть сплошная или с просветами, в виде решетки, что способствует лучшей отдаче тепла котлу. G другой стороны, футеровка необходима для повышения температуры в зоне горения газа, а следовательно, и полного сгорания газа. Кроме того, в конце футеровки устраивается дожпгательная решетка из огнеупора длиной в 1—2 кирпича, также имеющая целью повысить полноту сгорания газа.

Устройство решеток целесообразно при установке горелок частичного смешения, работающих с принудительной пода­ чей воздуха и на природных газах, обладающих, как известно,, большим содержанием медленно горящего газа метана.

Для подачи вторичного воздуха и наблюдения за горением над горелкой делаются отверстия, прикрываемые дверцами или крышками, снабженным смотровым стеклам. Зажигание горе­ лок производится запальником через специальные отверстия сбоку горелок. Схема газооборудования котла горелкой с прину­ дительной подачей воздуха, включая требуемый правилам Гостехгорнадзора автомат блокировки газа с воздухом, показана на рис. 87.

Хороший результат сжигания газа в жаротрубиом котле был достигнут на опытной установке Академи коммунального хозяй-

I — горслкн; 2 — рабочая задоижиа; трубы; 7 — решетка из огнеупорного