Файл: Иссерлин А.С. Газовые горелки.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 22.06.2024

Просмотров: 127

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

а 2000 =1,05+0,06+0,06=1,17; а = і ) 0 5 _ 0 , 0 4 + 0 , 0 1 = 1,02. Таким образом, во всем диапазоне работы горелки коэффициент избытка воздуха больше единицы.

Рассмотрим, как будет

работать горелка в этом

же диапазоне давлений

газа

и противодавлении в

топке +2,0 мм вод. ст.

Аналогично предыдущему

«2000

=1,05+0,06—0,06=1,05; а +*, = 1,05—0,04—0,01 = 1,0.

Для уменьшения длины выступающих частей горелок были созданы многосопловые инжекционные горелки, в которых газ смешивается с воздухом на более коротком пути. Особенно рас­ пространены горелки конструкции тепловой лаборатории Москов­ ского автозавода им. Лихачева. Первоначально были разработаны две горелки типа ТЛ-100 и ТЛ-125 с индивидуальными смесите­ лями и общим охлаждаемым насадком. Насадок охлаждается га­ зом, поступающим затем на горение. Газ подается в смеситель через семь сопел, благодаря чему размер горелки уменьшается вдвое по сравнению с односопловыми инжекционными горелками. Горелки устойчиво работают с укороченными огнеупорными тун­ нелями. Характеристики этих горелок приведены в табл. 34. Ком­ пактность и хорошие эксплуатационные показатели этих горелок обусловили их применение на печах и сушилах.

Вместе с тем в процессе их эксплуатации выявлены и некото­ рые недостатки: большое гидравлическое сопротивление по тракту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 34

 

 

Многосопловые инжекционные горелки типа ТЛ (рис. 42)

 

 

 

Показатели

 

 

 

Типоразмер

горелки

 

 

 

 

 

ТЛ-100 ТЛ-125 ТЛ-210

ТЛ-250

ТЛ-350

 

 

 

 

 

 

 

Номинальная

тепловая

нагруз­

357

552

1120

1660

3000

ка,

тыс. ккал/ч

 

 

 

Минимальное

давление

газа,

1000

1500

500

700

800

мм

вод. ст

 

 

 

 

Расход природного

газа, м3 /ч:

 

 

 

 

 

 

при

номинальном

давле­

42

65

132

196

350

 

нии

(6000

мм

вод. ст.)

 

при

минимальном

давле-

17

32

37

67

140

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр, мм:

 

 

 

 

2,5

 

' 4,7

5,6

7,5

 

сопла *

 

 

 

 

3,1

 

насадка

 

 

 

 

100

125

210

250

350

 

стабилизирующего

ко­

80

80

150

 

нуса

 

 

 

 

Длина горелки,

мм

 

 

452

540

818

995

1228

 

 

 

 

 

 

 

47

65

79

190

220

Диапазон

устойчивой

работы

1 : 2,5

1:2,0

1 : 3,6

1 :2,9

1 : 2,7

* Горелка имеет семь сопел.

85


инжектируемого воздуха, перегрев насадка при временном отклю­ чении газа, недостаточная стойкость футеровки туннеля при уста­

новке в высокотемпературных печах.

 

Новая

конструкция многосопловой

инжекционной горелки

(рис. 42)

предусматривает облегченный

доступ инжектируемого

воздуха и стабилизацию факела специальным конусом, в резуль­ тате чего отпадает необходимость в керамическом туннеле. Наса­ док горелки и закрытый центральный конус стабилизатора охлаж­ даются водой. Торец центрального конуса изолирован. Конус ста­

билизатора

размещен так, что его ось совпадает с осью

насадка,

а основание

находится в одной плоскости с выходным

сечением

 

 

7

А

 

 

Рис. 42. Многосопловая

инжекционная горелка типа ТЛ со стабилизирующим

 

 

конусом.

 

 

 

1 — газовый коллектор;

2 — сопло; 3 смеситель;

4 — подвод

охлаждающей

воды;

5 — насадок; С — стабилизирующий

конус; 7 — отвод

охлаждающей

 

 

воды.

 

 

 

насадка.

Испытания

горелок показали,

что стабилизатор новой

конструкции работает надежно. Диапазон'устойчивой работы горе­ лок увеличился за счет снижения значения критической скорости истечения газовоздушной смеси, при которой наступает проскок пламени. Отрыва пламени не наблюдалось при абсолютном дав­ лении газа до 1,5 ат.

При

отсутствии противодавления

в печи коэффициент избытка

воздуха

а г = 1,05-т-1,08. Потери

тепла с водой, охлаждающей наса­

док, достигающие 2,5—3,0%, могут

быть

снижены путем изоляции

торцевых поверхностей насадка.

 

 

 

В

отраслевой лаборатории

газовой

теплотехники

Куйбышев­

ского

политехнического института

под руководством

В. П. Ми-

хеева разработаны плоские многосопловые инжекционные горелки двух серий. Первая серия горелок, выполненная без охлаждения головки, состоит из четырех типоразмеров с тепловой нагрузкой от 0,425 до 1,25 млн. ккал/ч. Расчетное давление газа 4000 мм вод. ст. Вторая серия плоских горелок состоит из трех типоразмеров с теп­ ловой нагрузкой от 2,55 до 8,5 млн. ккал/ч при номинальном дав­ лении 6500 мм вод. ст. Горелки этой серии изготовляются либо

86


с чугунным литым, либо со сварным корпусом и литой водоохлаждаемой головкой.

Горелки рассчитаны на сжигание природного газа, однако при изменении диаметров газовых сопел и расчетного давления газа они могут быть использованы для сжигания попутных нефтяных

газов с сохранением расчетной тепловой

нагрузки. По сравнению

с односопловыми горелками одинаковой

теплопроизводительности

плоские многосопловые горелки в 2 раза короче и в 3 раза легче. Основные характеристики горелок приведены в табл. 35.

 

 

 

 

 

Плоские инжекционные

горелки (рис. 43)

 

Таблица

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производительность

горелки, м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

50

75

100

150

300

500

1000

Количество

п

сопловых

отвер­

8

 

 

 

 

 

 

 

 

стий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

12

14

12

14

 

15

Диаметр

сопловых

отверстий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

do,

мм

 

 

 

 

 

 

2,8

 

3,0

3,2

3,65

5,0

6,0

8,2

Расстояние

от

среза

сопла

до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

основного

участка

 

камеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смешения

l h

мм

 

 

 

 

60

 

70

84

104

140

160

240

Длина

основного

участка

ка­

 

 

ПО

126

 

 

240

 

 

меры

смешения

/ 0 ,

мм .

. .

90

 

156

210

360

Длина

диффузора

/ д ,

мм

. .

260

350

360

448

560

700

900

Длина

головки

/г ,

мм . .

. .

50

 

85

70

100

70

ПО

150

Ширина

камеры

смешения

Ь,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

225

270

322

389

480

685

915

Ширина

головки Ьт, мм .

. .

195

230

280

363

416

630

835

Полная

длина

горелки

L,

мм

720

900

930

1060

1248

1495

1980

Полная

ширина горелки

В,

мм

360

370

456

524

610

830

1170

Масса,

кг . . . .

 

 

 

34,5

42,5

51,5

74,5

100

141

260

Горелка

(рис.

43)

имеет

литой

водоохлаждаемый

насадок

и

сварной корпус. Подача воздуха регулируется специальным шибе­

ром,

расход газа — посредством запорных

устройств перед

горел­

кой.

Две

горелки

такой

конструкции

(тепловая

нагрузка

3,55

млн.

ккал/ч)

прошли

промышленное

испытание

на

котле

ДКВР-10-13. Горелки были установлены на фронте котла в гори­ зонтальном положении. Туннели горелок были выложены из ша­ мотного кирпича класса Б.

Испытания показали устойчивую

работу горелок без

проскока

и отрыва пламени при изменении давления газа

от 500 до 8000 мм

вод. ст., что соответствует диапазону

устойчивой

работы

1 :4. При

сжигании газа в плоских многосопловых горелках химический не­ дожог отсутствовал при коэффициенте избытка воздуха а = 1,05 и

87


разрежении в топке 0,5 мм вод. ст. Продукты сгорания в топке

имели следующий

состав,

%:

С 0 2 — 1 1 , 0 ;

02 —1,2;

СО —0,0;

Н 2 —0,0; СН 4 —0,0.

 

инжекционные

горелки

создают

Плоские

многосопловые

меньше шума при работе. Даже на расстоянии 0,5 м

от горелки

при номинальной

ее

тепловой

нагрузке

и

полностью

открытом

шибере для

воздуха

уровень

звукового

давления не

превышает

величины, допускаемой санитарной инспекцией.

Оригинальная конструкция инжекционных горелок с перифе­ рийной подачей газа (ГИЛ) разработана в Л Н И И АКХ по автор­ скому предложению Ю. И. Лобынцева.

При конструировании горелок впервые осуществлены следую­ щие принципы: 1) периферийная подача активных струй газа под малым углом от стенки при осевом входе пассивного воздушного потока; 2) гидродинамически гладкие смесители малого диаметра круглого сечения, органически объединенные в одну горелку сото­ вого типа; 3) компоновка горелки в кладке агрегата с заглубле­ нием в нишу, что обеспечивает почти бесшумную работу. Горелки в сварном исполнении ГИЛ-1 разработаны в двух вариантах: ще­ левые и сотовые, а горелки из литых и штампованных деталей ГИЛ-2 — сотовые.

Горелки ГИЛ-1 щелевого типа нашли применение на установ­ ках небольшой мощности с расходами газа до 100 м3 /ч. Горелка (рис. 44) имеет щелевой цилиндрический смеситель, в передней части которого по периферии расположены в шахматном порядке газовые сопла. Подача газа на малом расстоянии от стенки и под малым углом от нее позволяет улучшить гидравлические характе­ ристики горелки, повысить ее инжекционную способность и умень­ шить чувствительность к колебаниям давления в топке.

Горелка выполнена

сварной

из листовой

стали толщиной 3 и

5 мм, имеет 24 сопла с отверстиями для

выхода газа 1,5

мм. Теп­

ловая нагрузка горелки

550 000

ккал/ч

при

абсолютном

давлении

0,9 ат. Диапазон устойчивой работы горелки большой (1:6). Про­ скок пламени в смесительную часть легко устраняется путем по­ вышения давления газа, и нет необходимости выключать горелку и вновь разжигать ее. Размеры горелки и масса выгодно отличают

ее от односопловых

инжекционных

горелок

(меньше примерно

в 4 раза). Горелки щелевого типа

хорошо зарекомендовали

себя

при работе на печах и горнах.

 

 

 

Горелка ГИЛ-1

сотового типа

в сварном

исполнении

отли­

чается от щелевой только формой сечения смесителя. Горелка со­ стоит из одинаковых смесителей малого диаметра, расположенных на расстояниях, обеспечивающих надежное зажигание друг от друга. Горелки различной производительности и назначения отли­ чаются только количеством и расположением элементов. Произ­ водительность одного элемента составляет около 7,5 м3 /ч. Наличие нескольких газовых сопел в каждом смесителе обеспечивает хоро­ шее смешение газа с воздухом, позволяя работать без потери

89