книги из ГПНТБ / Чепель В.М. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий
.pdfГазовое оборудование котлов и сжигание в них газов |
209 |
ства им. К. Д. Памфилова при помощи горелок излучающего типа (рис. 96). В этой установке были применены беспламенные инжекциониые горелки Института «Мосподземпроект» (рис. 70), установленные в блоке из трех горелок в каждой жаровой трубе, причем без туннелей. Производительность каждой горелки на московском смешанном газе составляет 80 нм3 в час при давлении газа перед горелкой в 0,3 ати. Против выходного отверстия горелок 1 устанавливаются рассекатели 2 из шамотного кирпича на расстоянии 250 мм от их устья, причем рассекатели боковых горелок отступают от центрального назад иа 50 мм.
Рис. 96. Схема излучающей горелки в топке жаротрубного котла:
1 — горелка; 2 — рассекатель; 3 — футеровка; 4 — излучающая пластина в зоне горения; 5 — поперечные излучатели.
Передняя часть жаровой трубы имеет небольшую футеровку 3. Вместо закрытого туннеля зона горения газовоздушной смеси, вытекающей из горелок, во всю ширину жаровой трубы пере крыта сверху и сзади огнеупорными пластинами — решетками 4, имеющими большое количество мелких отверстий.
Пластины толщиной в 25 мм изготовлены из шамотного огне упорного материала, диаметр отверстий в них 15 мм, а «живое сечение» (отношение площади сечения всех отверстий ко всей площади пластины) составляет 28%. При работе горелок струя газовоздушной смеси центральной горелки ударяется в средний рассекатель и раздваивается на два потока, которые, встречаясь со струями, выходящими из крайних горелок, хорошо переме шиваются между собой, что способствует быстрому нагреванию их и горению в туннелях, образуемых стенками рассекателей и пластин. Затем поток раскаленных газов проходит через отвер стия в основном верхних пластин, которые, быстро раскаляясь
14 Чепель В. М.
210 Глава VIII
до ярко-красного каления, интенсивно излучают тепло стенкам котла. Кроме того, проход газов через раскаленные отверстия пластин обеспечивает их хорошее перемешивание с воздухом и полное сгорание.
Температура внутри камеры |
развивается до |
1300—1400° С, |
а на поверхности излучающей |
пластины — 1000—1100° С, что |
|
указывает на хорошую прямую отдачу тепла стенкам котла. |
||
Для увеличения отдачи тепла излучением |
стенкам котла |
|
в жаровой трубе устанавливаются еще поперечные излучатель ные решетки 5, изготовленные из термостойкого шамота, с живым сечением в 50%. Первая устанавливается на расстоянии 0,5 м от камеры, а вторая на 1 м от первой. К. п. д. опытного котла, обо рудованного горелками излучающего типа с поперечными излу чателям, составил 90% при полном отсутствии химического недожога. Излучательные поперечные решетки могут с поль зой применяться в жаротрубиых котлах, оборудованных любыми горелками.
Взрывные предохранительные клапаны у жаротрубиых кот лов устанавливаются на задней стенке обмуровки против пово рота горячих газов из жаровых труб во вторые (боковые) дымо ходы, а также и внизу, на боковых стенках обмуровки котла с одной стороны, против поворота газов в третий газоход, в зави симости от устройства дымоходов котла.
Дымогарные оборотные котлы судового типа оборудуются для сжигания газов так же, как жаротрубные котлы. В этих котлах, особенно при сжигании природных газов, в случае непол ного их сгорания возможно быстрое образование значительных отложений сажи на дымогарных трубах. Это отложение вызывает не только снижение паропроизводительности котла и перерасход газа, но и может быть причиной загазования топки и взрыва газов в ней в момент растопки, так как скопление сажи в дымо гарных трубах ухудшает тягу в котле и способствует образованию застойных скоплений газовоздушной смеси.
Борьба с отложением сажи проводится в направлении улуч шения сжигания газа путем изменения топочных устройств и повышения культуры эксплуатации. Неудовлетворительно рабо тающую горелку следует заменить лучшей, туннель горелки удлинить внутрь жаровой трубы или наружу за счет устройства специального предтопка (форкамеры) (см. рис. 97), устроить шамотные горки, огнеупорные клетки, излучатели и т. п. Каж дый перерыв в работе котла необходимо использовать для провер ки наличия сажи в трубках и ее удаления обдувочными устрой ствами или прочисткой вручную «ершами». Открытие дверей дымовой коробки котла для осмотра и чистки дымогарных труб во время работы горелок производить нельзя, как это прак тикуется при работе котлов на твердом топливе. Скопление сажи,
212 |
Глава VIII |
одним регулятором. В центре форкамеры установлена мазутная форсунка, применяемая в случае перерыва в подаче газа. Давле ние газа перед горелками поддерживается до 0,5 ати.
Водотрубные котлы
Горизонтально-водотрубные котлы типа Шухова, Шухова — Берлина, Бабкок Вилькокс и др., поверхность нагрева которых обычно бывает более 100 м2 и может достигать 750 м2, требуют большого количества газообразного топлива. Поэтому при пере оборудовании этих котлов для работы на горючих газах в них устанавливаются инжекциониые горелки полного смешения иа среднем давлении газа или смесительные горелки с принудитель ной подачей воздуха, полного и неполного смешения, работающие на низком или среднем давлении, в зависимости от системы газо снабжения предприятия.
Применение горелок с принудительной подачей воздуха целе сообразно, если котлы оборудованы воздухоподогревателями. Эти горелки с успехом применяются для сжигания низкокалорийных газов (генераторных, доменных и др.) с подогревом первичного воздуха, особенно в более крупных котлах, так как производи тельность смесительных горелок может быть очень большой.
За последнее время при газификации водотрубных котлов с успехом применяются и щелевые подовые горелки, установка которых на колосниковых решетках и в стенах топок не пред ставляет особых трудностей, при этом условия теплопередачи от пламени горелок к поверхности нагрева водотрубных котлов получаются наиболее выгодные. Также с успехом могут быть применены и панельные инжекциониые горелки.
Вертикально-водотрубные котлы небольшой мощности — КРШ, ВВД, ДКВ и им подобные, — имеющие поверхность на грева в пределах 125—300 м2, переоборудуются на газ таким же образом.
Установка горелок в водотрубных котлах, работавших ранее на твердом топливе, может осуществляться с фронта котла и на боковых стенках топки котла (рис. 98). В первом случае горелки монтируются на фронтовой плите, устанавливаемой на месте ста рой плиты е топочными дверцами для забрасывания топлива, а иногда и без смены плиты с установкой горелок в отверстиях топочных дверец. Во втором случае для установки горелок в бо ковых стенках топки устраиваются туннели длиной в толщину стены, а крепление горелок снаружи производится к каркасным балкам котла. Отверстия топочных дверец закладываются плотно кирпичом. В обоих случаях колосниковые решетки покрываются слоем боя шамотного кирпича, иногда шлака, для предотвраще ния пережога колосников. Для стабилизации пламени горелок,
Газовое оборудование котлов и с жигание в них газов |
213 |
получения полного сгорания газа и обеспечения лучшей отдачи тепла излучением стенкам котла в топке против горелок устана-
Рис. 98. Газовое оборудование котла вертикально-водотрубного КРШ:
1 — подводящие газопроводы; 2 — пнжекционные горелки высокого давления; з — 8адвнжкн; i — газопровод безопасности; 5 — отвод для запальника; в — отверстия для за жигания и наблюдения за горелнамп; 7 — туннели горелок; S — шамотная горка;, 9 — манометры; 10 — продувочные свечи.
вливается горка из боя шамотного кирпича. При установке горе лок на боковых стенках топки перевод котла на твердое топливо не требует переделок, за исключением снятия или закрытия
214 Глава V III
колосников. Такая установка горелок позволяет при необходи мости вести работу котла одновременно на твердом и газообраз ном топливе.
Практика работы водотрубных котлов на коксовом и сланце вом газах показала, что установка горелок на боковых стенках топки оправдывает себя и с теплотехнической стороны, так как сжигание газа и отдача тепла котлу даже при установке горелок на одной боковой стенке топки (у небольших горизонтально водотрубных котлов с поверхностью нагрева до 125 jh.2) оказались не хуже, чем при установке горелок на фронтовой стенке топки котла.
В котлах Шухова — Берлина, и особенно в вертикально водо трубных котлах типа НЗЛ, ТКЗ, Стерлинга и др. со значительной высотой топочного пространства, возможна установка горелок на фронтовой стенке котла, над колосниковой решеткой, на высоте 2—2,5 Л1 от пола котельной (рис. 99). В этом случае возможны переход на твердое топливо и обратно без переделок, а также работа котла на обоих видах топлива одновременно. При такой установке горелок у котлов Шухова — Берлина наблюдались случаи пережога кипятильных труб вследствие больших тепловых напряжений, вызванных близостью расположения к трубам горе лок.
При переводе водотрубных котлов на газообразное топливо вследствие более высоких температур топочных газов на выходе из топок, чем это имеет место на других видах топлива, необхо димо обеспечить их питание более очищенной водой.
Переоборудование с твердого топлива на газ очень распро страненных в настоящее время экранированных котлов ДКВ Бийского завода, с производительностью на 272, 4, 6х/г и 10 т пара в час, имеет несколько решений. В одном из них (рис. 100), рассчитанном на сжигание природных газов, топка котла обору дуется двумя миогосопловыми инжекционными горелками непол ного смешения, если котел не имеет воздухоподогревателей, а при наличии последних — горелками с принудительной подачей воз духа полного смешения.
Горелки устанавливаются в отверстиях топочных дверец, а для проникновения в топку над одной из горелок устанавли вается особая дверца-лаз. Колосниковая решетка закрывается
в2 слоя шамотным кирпичом класса А. Нижняя часть экранов закрывается решетчатой или сплошной стенкой из шамотного кирпича класса А для предотвращения пониженной температуры
взоне горения от охлаждения экранами и защиты их от слиш ком большой отдачи тепла от факелов, способной привести к пере жогу труб.
При инжекционных горелках между ними устанавливается разделительная стенка, и посередине топки насыпаются шамот
216 |
Глава VIII |
односопловых горелок полного смешения, расположенных на боковых стенках топки по 4 с каждой стороны, с туннелями дли ной в толщину стенки (подобно оборудованию котла КРЕП,
рис. 98).
По KLMN
При этом способе закрытие экранов не требуется, но необхо дима вырезка части их труб для установки горелок. По сере дине топки выкладывается разделительная стенка, колосниковые решетки закрываются слоем битого шамота на высоту в 200 лш с возвышением горкой к разделительной стенке, против нижних горелок. Топочная гарнитура на фронте котла остается без изме нений, за исключением снятия запорных щеколд с топочных
Газовое оборудование котлов и сжигание в них газов |
217 |
дверец, для возможности использования последних в качестве взрывных клапанов, кроме взрывных клапанов, устанавливаемых у водотрубных котлов в верхней части боковых и задних сте нок кладки котла.
По АД
Рис. 100. Газовое оборудование топок котла ДКВ:
1 |
— горелки; г а в — |
фронтовой лист; 3 и 5 — |
дверка для лава в топку; |
i |
— решетки п стенка |
из шамотного кирпича; |
7 — отверстие для зажи |
|
гания горелки; 8 — колосниковая решетка. |
||
В случае переоборудования котлов ДКВ, имеющих углублен ные топки (применяющиеся на низкосортном твердом топливе), перевод их на газ решается еще проще, так как отпадает необхо димость закрытия экранов или вырезки части их труб; при этом облегчается применение и размещение горелок всех видов, в том числе и подовых.
218 |
Глава VIII |
Установка щелевых подовых горелок под водотрубными кот лами производится прямо на их колосниковые решетки, как ука зано на рис. 101. Горелки могут располагаться вдоль топки с вынесением управления ими на фронт котлов и поперек топок
•с вынесением управления на одну из боковых сторон котла; в этом
Рис. 101. Установка подовых горелок под водотрубным котлом:
1 — горелки; г — огнеупорные блоки; з — подача воздуха.
случае фронтовая гарнитура остается без изменений. Воздух к горелкам подается тем же вентилятором, с которым топка рабо тала на твердом топливе. При наличии у котла воздухоподогре вателя работа горелок на подогретом воздухе будет еще эффектив нее.
Зажигание горелок котлов и наблюдение за их работой про изводится через специальные окна, проходящие снаружи кладки к устью туннелей, прикрываемые крышками со смотровыми стек лами. Такие окна (гляделки) располагаются выше горелок для наблюдения за развитием факела пламени.