Файл: Романов Б.А. Котельные установки предприятий нефтяной и газовой промышленности.pdf

количества подсасываемого воздуха также в 2 раза. Таким обра­ зом, относительный подсос воздуха (отношение количества под­ сасываемого воздуха к расходу газа в горелке), т. е. коэффициент инжекции, остается неизменным и равным по-прежнему 4. Следо­ вательно, при эксплуатации этих горелок подачу их можно из­ менять одним краном, установленным на газопроводе горелки.

В инжекционных горелках низкого давления подсасывается 30—60% воздуха от теоретически необходимого для горения, по­ этому эти горелки называются горелками неполного или частич­ ного предварительного смешения. Подача этих горелок не пре­ вышает 10—12 м3/ч, и применяются они в основном в мало­ мощных отопительных котлах.

Иноюекционные горелки среднего давления предназначены для сжигания газа давлением от 3 до 5 кПа. Они способны под­ сасывать в смеситель необходимый для горелки воздух, даже при сжигании .высококалорийных газов. В связи с этим инжекционные горелки среднего давления называются также горелками полного смешения. Горение смеси такого состава неустойчиво; горение может быть устойчивым в очень узких пределах изме­ нения скорости смеси.

Устойчивое горение в таких горелках обеспечивается предель­ ным увеличением скорости выхода газа, что предотвращает про­ скок пламени в горелку. Во избежание отрыва пламени горелка снабжается стабилизатором пламени, который обеспечивает не­ прерывное поджигание смеси непосредственно на выходе ее из горелки. Конструктивное оформление таких стабилизаторов раз­ лично.

По размеру факела инжекционные горелки среднего давления делятся на факельные и короткофакельные (беспламенные).

В качестве примера факельных инжекционных горелок сред­ него давления может служить горелка с пластинчатым стабили­ затором конструкции Ф. Ф. Казанцева (ИГК-250). Она (рис. 13)

виде пакета из стальных пластин толщиной 0,5 мм, находящихся на расстоянии 1,5 мм друг от друга. Пластинки стабилизатора в процессе работы горелки нагреваются и .обеспечивают воспла­ менение смеси на выходе из смесителя без отрыва пламени.

Для уменьшения шума, создаваемого горелками, вместо обыч­ ных шайбовых регуляторов воздуха применяются специальные глушители коробчатой формы 4 (см. рис. 13). Внутренняя поверх­ ность этих глушителей покрывается слоем строительного войлока, смоченного в глине.

Аналогичное устройство имеет горелка ИГК-120, и отличается она отсутствием глушителя шума и меньшей подачей.

В тех случаях, когда недостаток места перед фронтом котла требует от горелок особой компактности, может быть использо­ вана горелка углового типа.

37

Подача горелок ИГК составляет 10—200 м3 природного газа в час. Диапазон устойчивой работы этих горелок очень широк и соответствует изменению избыточного давления перед ними от 3 до 50 кПа, зажигание производится при полностью открытых воз­ душных шайбах без всякой опасности проскока пламени. Длина факела у горелок ИГК около 1 м; применение укороченных тун­ нелей сокращает длину факела.

Рис. 13. Инжекцномная горелка среднего давления типа ИГК-250

Горелки с пластинчатыми стабилизаторами горения все более широко применяют в различных котлах.

К числу короткофакельных горелок относятся инжекционные туннельные горелки института Мосгазпроект. В принципиальной своей части эти горелки мало отличаются от других ннжекционных горелок. Только концевая часть их устроена по-другому. Вместо распределительного коллектора или пластинчатого стаби­ лизатора она имеет головку, через отверстие которой газовоздуш­ ная смесь выходит в огнеупорный туннель, где и осуществляется

•ее горение.

Таким образом,; роль стабилизатора горения здесь выполняет туннель, огнеупорные стенки которого при нормальной работе горелки находятся в раскаленном состоянии.

Инжекционные туннельные горелки просты по конструкции и обслуживанию, характеризуются высокой экономичностью, хо­ рошей саморегулируемостыо. Несмотря на все эти положительные качества применение туннельных горелок в топках паровых кот­ лов ограничено. Это связано с тем, что у этих горелок отсутствует

38

светящийся факел, а следователы-ю, передача тепла излучением в топке мала.

Инжекционные беспламенные панельные горелки конструкции Гипронефтемаш (в настоящее время ВНИИНефтемаш), чаще всего применяемые в трубчатых печах (рис. 14), лишены этого недостатка.

Газообразное топливо по трубе 1 через сопло 4 поступает в смесительную камеру 5 инжектора 6. Воздух из окружающей среды подсасывается в смесительную камеру через воздушные от­ верстия 3, площадь сечения которых изменяется регулятором воздуха 2. Из смесительной камеры инжектора газовоздушная

надеваемых на трубки. Наружные торцы этих призм образуют панель, которая в раскаленном состоянии обладает большой из­ лучающей способностью. Изоляционные подушки 11 служат для

Для уменьшения длины инжекционных горелок устанавливают в них не одно сопло большого диаметра, а несколько сопел меньшего диаметра без изменения подачи. На рис. 15 изображена такая многосопловая инжекционная горелка. В этой горелке газ вначале проходит в каналы головки и охлаждает ее, затем по­

39

ступает в распределительную камеру 1 и проходит через семь сопел 2 в индивидуальные смесители 3 для каждого сопла. Воз­ дух подсасывается с торца горелки через пространство между

Рис. 15. Многосопловая инжекцнонная горелка с индиви­ дуальными смесителями

соплами. Газовоздушная смесь через общую головку 4 поступает в огнеупорный туннель 5, в котором полностью сгорает. Горение происходит с малым избытком воздуха (а=1,05), и этот режим сохраняется при изменении избыточного давления газа перед го­ релками от 30 до 120 кПа.

Смесительные горелки

В смесительных горелках необходимый для горения воздух подается вентилятором и не зависит от давления газа. Избыточ­ ное давление газообразного топлива перед горелкой обычно со­ ставляет 0,5—1,5 кПа. Избыточное давление воздуха зависит только от конструкции вентилятора и колеблется от 1 до 3 кПа. Для улучшения качества смешения широко применяют различного рода устройства, способствующие завихрению воздушного потока.

Хорошее смесеобразование в смесительных горелках дости­ гается подачей газа в массу воздуха мелкими струйками и завих­ рением газовоздушного потока. Поэтому эти горелки получаются компактными при сравнительно большой подаче. Этим и объяс­ няется предпочтительное применение этих горелок в котлах как средней, так и большой паропроизводительности.

40

Основным недостатком смесительных горелок является отсут­ ствие саморегулируемости по воздуху. Подача воздуха вентиля­ тором в этих горелках никак не связана с подачей газа, поэтому для сохранения наивыгоднейшего соотношения между газом и воздухом при изменении расхода газа через горелку необходимо изменять и подачу воздуха. На этом основании паровые котлы, оборудованные смесительными горелками, должны снабжаться хотя бы простейшей автоматикой.

г

Рис. 16. Вихревая смесительная горелка Мосгазпроект:

разнообразны, отличаясь способом организации процесса смеше­ ния газа с воздухом и показателями работы.

Конструктивным развитием многоструйной горелки является вихревая смесительная горелка Мосгазпроект (рис. 16). Основное отличие вихревых горелок заключается в том, что газопроводные трубки у них на концах снабжены чугунными насадками 7, поз­ воляющими улучшить смешение газа с воздухом. Камера сме­ шения в этих горелках отсутствует: смешение происходит в топке перед торцами горелки. Торцовая же поверхность футе­ руется огнеупорным бетоном для предохранения от действия вы­

41 ■

при избыточном давлении газа от 0,6 до 1,2 кПа. Газ поступает в центральную трубу и вытекает отдельными струями, направлен­ ными под углом к оси горелки и образующими расходящийся ко­ нус. Воздух проходит по межтрубному пространству и через завихряющие лопасти, получает вращательное движение, что обес­ печивает хорошее перемешивание с газом. Подвод воздуха к го­ релке может осуществляться также и тангенциально. Подача этих горелок лежит в пределах от 50 до 450 м3/ч.

Комбинированные горелки

При необходимости быстрого перехода с одного топлива на другое или для совместного сжигания двух различных видов топ­ лива паровые котлы обычно оборудуются комбинированными газомазутными горелками.

Первую группу комбинированных горелок составляют газо­ нефтяные форсунки ГНФ, газомазутные горелки ВННИНефтемащ типа ФГИ, газомазутные горелки Оргэнергомонтажгаз типа.ОЭН, газомазутные горелки Барнаульского котельного завода н др.

Газомазутные форсунки типа ОЭН по своему конструктивному оформлению сходны с мазутными форсунками воздушного распыливания ОЭН. Отличие газомазутной форсунки ОЭН заключается в наличии газовой части, приспособленной к конструкции чисто мазутной форсунки.

В зависимости от способа подвода газа газомазутные форсун­ ки ОЭН разделяются на два типа — с внешним и внутренним подводом газа.

В газомазутных форсунках с внешним подводом газа (рис. 17) топливный газ подводится по отдельному самостоятельному тру­ бопроводу газопитающего узла 2, откуда через два ряда круглых отверстий (7—8 мм) поступает в амбразуру и попадает в завих­ ренный поток воздуха.

В газомазутных форсунках с внутренним подводом газа для подачи топливного газа к газовой камере использована часть воздушного объема корпуса форсунки.

Газомазутные форсунки ОЭН выпускаются на подачу (по жидкому топливу) 75—1000 кг/ч.

Вторую группу комбинированных горелок составляют газома­ зутные горелки Мосэнергопроект, газомазутные типа ГМГ-2, ГМГ-4, ГМГ-5 завода «Ильмарине», типа ГМ и т. д.

Газомазутная горелка Мосэнергопроект рассчитана на сжи­ гание газа 1500—2000 м3/ч. Во внутреннюю трубу горелки встав­ лена мазутная форсунка механического распыливания. Газ про­ ходит по кольцевому каналу и выходит через щели наконечника в амбразуру под углом к оси горелки. Воздух в горелку поступает тангенциально, проходит кольцевой канал с завихрителем и по­ падает в амбразуру, где смешивается с газом. Для регулирования процесса смешения служит система поворотных лопаток (завих­ ритель). Поворотом этих лопаток можно изменять интенсивность

42