Файл: Литвиненко, П. А. Слесарь по обслуживанию газового оборудования промышленных предприятий учеб. пособие.pdf

Тепловая нагрузка горелки — это количество тепла, выделяемое

при сгорании такого количества газа, которое равно пропускной способности горелки.

Коэффициент первичного воздуха указывает, какая часть воз­ духа от теоретически необходимого для горения газа подсасывается в смеситель горелки.

Коэффициент инжекции объемный — отношение объемного коли­ чества подсасываемого воздуха к объемному расходу рабочего газа.

Коэффициент инжекции весовой — отношение весового коли­ чества подсасываемого воздуха к весовому расходу газа.

Основными элементами газовых горелок являются: форсунка, или сопло, смеситель, горелочный насадок и регулятор первичного воздуха, или шайба.

Форсунка (сопло) служит для подачи определенного количества газа (иногда воздуха) в горелку и имеет одно или несколько отвер­ стий. Ее следует устанавливать строго по оси.

Смеситель горелки предназначен для перемешивания газа с воз­ духом, выравнивания скоростного поля газовоздушной смеси и по­ дачи ее к месту сжигания. Смесители бывают в виде трубки Вентури, состоящей из расширенной части инжектора (конфузора), цилиндри­ ческой горловины и расширяющейся части трубы (диффузора). Такой смеситель имеет наименьшие гидравлические потери и исполь­ зуется в инжекционных горелках, в горелках с принудительной подачей воздуха (в виде цилиндрической трубы) и иногда в комбини­ рованных горелках.

Горелочный насадок предназначен для распределения газовоз­ душной смеси и стабилизации процесса горения.

Регулятор первичного воздуха, или шайба, служит для регули­ рования количества воздуха, засасываемого газовой струей, выходя­ щей из форсунки (сопла).

§89. Диффузионные горелки

Удиффузионных (их называют также атмосферными) горелок газ и воздух поступают в топку раздельно и смесеобразование про­ исходит за счет диффузии (медленного проникновения одного веще­ ства, например газа, в другое — воздух, при их непосредственном соприкосновении). При этом воздух поступает из окружающего пространства вследствие разрежения, создаваемого дымовой трубой

иинжектирующего действия газовой струи. Горелки рассчитаны на

давление газа перед ними 30—40 мм вод. ст. и на расход его 1 — 10 м3/ч. Схема диффузионных горелок показана на рис. 76. Как пра­ вило, эти горелки выполняются из металлических труб с просверлен­ ными в их боковой поверхности отверстиями диаметром 0,5—3 мм. Расстояние между отверстиями от 4 до 16 диаметров отверстий.

Широко применяются подовые щелевые горелки (рис. 77), уста­ навливаемые на колосниковых решетках котлов или на поду печей. Они могут применяться на низком (четыре модификации) и на

среднем (восемь модификаций) давлении. При незначительных нагруз­ ках (небольшие печи, сушила, отопительные секционные чугунные котлы) воздух в щель подается вследствие разрежения в топке (должно поддерживаться 1,5—3 мм вод. ст.), а в больших печах — дутьевым вентилятором. Чтобы стенки коллектора не нагревались, устанавливают два коллектора по краям щели под нижним рядом кирпичной кладки. Расстояние между осями огневых отверстий у горелок среднего давления 20 мм, у горелок низкого давления —

рабочее давление газа для горелок низкого давления 20 мм вод. ст.,

Ö

а

Рис. 79. Горелки типа: «труба в трубе» средней тепловой мощности.

Подсоединение газопровода: а — резьбовое;* б — через колено, і — корпус; 2 — газовое сопло; 3 — специальное колено.

Разновидностью горелок с периферийной выдачей газа и прину­ дительной подачей воздуха служат вертикальные щелевые горелки (рис. 78), изготавливаемые четырех модификаций, главным образом

горелка состоит из воздушного короба 2, двух газовых коллекторов 2 с отверстиями для выхода газа и Прямоугольной вертикальной щели 5 в кладке котла. На задней съемной стенке короба имеется два отверстия: нижнее 4 круглое для введения запальника при розжиге горелки, верхнее 3 для наблюдения за горением газа. Воздух посту­ пает через горловину короба, а газ — по трубопроводу, проложен­ ному через заднюю стенку.

Широко используются горелки типа «труба в трубе» . Их три модификации: ДВМ (малой тепловой мощности), ДВС — средней тепловой мощности-(рис. 79) и ДВБ — большой тепловой мощности. Газопровод диаметром до 21/2" присоединяют к соплу на резьбе, а газопровод большего диаметра — через колено. При этом оси присоединительных патрубков для подачи газа и воздуха перпен­ дикулярны к оси горелки. У горелок ДВМ газ подается по их оси,

181

авоздух перпендикулярно. У ДВБ патрубки для подачи воздуха

игаза находятся под углом 75° к оси горелки. Горелки ДВБ имеют

10 типоразмеров с диаметром носика 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400 и 425 мм; у горелки ДВС шесть типоразмеров с диаметром

носика 60, 70, 90, 110, 130 и 150 мм и у ДВМ пять типоразмеров

диффузионного пламени, его светимости и настильности, используют вихревые горелки ГВП (рис. 80). В них газ поступает в трубу 13, затем в головку 1 вокруг трубы 3, вдоль ее направляющих 4. Харак­ тер выхода струи газа зависит от положения завихрителя 2 с танген­ циально расположенными лопатками, перемещаемого внутри трубы 3 тягой 5 и рукояткой 11, а также от состояния дросселя 6, регулиру­ емого тягой 7.

Преимущества диффузионных горелок в простоте обслуживания, тепловой эффективности, малой вероятности отрыва пламени и не­ возможности проскока его внутрь горелки, а недостаток в необхо­ димости поддерживать сравнительно высокое разрежение в топке, что требует тщательной обмуровки всего котла, иначе большой при­ ток воздуха может вызвать значительные потери тепла с уходящими газами, снижение к. п. д. прибора и отложение сажи.

182

§ 90. Инжекционные горелки низкого давления

Инжекционными горелками низкого давления, как правило, бывают горелки предварительного неполного или частичного смеше­ ния. Подача первичного воздуха в горелках составляет 30—60% потребного.

На рис. 81 изображена инжекционная многофакельная горелка низкого давления, в которой струя газа с большой скоростью про­ ходит через сопло 1 в смеситель 2. Вследствие этого в смесителе обра­ зуется разрежение, благодаря чему создается приток воздуха из окружающей среды и перемешивание его с газом. Газовоздушная

Рис. 81. Инжекционная многофакельная горелка низкого давления

1 — газовое сопло; 2 — смеситель; з — регулятор первичного воздуха (шайба); 4 — горелоч— ные отверстия коллектора.

смесь проходит через горло смесителя в диффузор, из него в коллек­ тор и в топку, где сгорает мелкими голубовато-фиолетовыми факе­ лами с внутренним конусом зеленовато-голубого цвета (это указывает на полное сгорание газа).

Количество первичного воздуха регулируется вращением диска или шайбы 3, причем при вращении по часовой стрелке поступление воздуха уменьшается, против часовой стрелки — возрастает.

Если уменьшить подачу первичного воздуха, скорость горения смеси уменьшится, а пламя вытянется и кончики факелов станут желтого цвета. Это указывает на неполное сгорание газа. Показа­ телем неполного сгорания смеси является потемнение пламени и появление на его концах красноватого оттенка и копоти. В этом случае происходит перерасход газа и оседание сажи на поверхности нагрева котла.

Если увеличить подачу первичного воздуха, пламя уменьшится, станет более прозрачным и оторвется от горелки, последняя начнет гудеть. При неполном отрыве пламени,газовоздушная смесь будет гореть на небольшом расстоянии от горелки, получится большой химический недожог газа с появлением окиси углерода. При полном отрыве пламени от горелки возможно загазование топки дымоходов

183-

котла. Надо следить, чтобы воздух подавался в количестве, не вызы­ вающем отрыв или проскок пламени в горелку. Отрыв пламени от горелки может также произойти при повышении давления газа перед

ее нагрузки, следует изменить коэффициент инжекции или силу тяги в топке. Коэффициент инжекции изменяют регулятором воз­ духа.

Работа инжекционной горелки низкого давления зависит также от теплоты сгорания газа. Для увеличения теплоты сгорании тре­ буется большое количество первичного воздуха и более высокое давление газа на входе в горелку. При сжигании газа с низшей

при использовании природных газов целесообразно перед газовыми приборами иметь номинальное давление 130 или 200 мм вод. ст. Боль­ шим преимуществом инжекционных горелок является их свойство саморегулирования, т. е. поддерживать постоянным соотношение между количеством подаваемого в горелку газа и количеством инжек­ тируемого воздуха. Например, горелка работает с коэффициентом инжекции 5; эта кратность не изменится и качество сгорания газа не ухудшится, если давление газа в горелке изменится, а положение воздушной шайбы останется прежним.

Широко применяют инжекционные горелки низкого давления ОГП-1, комплектуемые по две или три горелки (рис. 82). Они мон­

184

тируются на общей фронтовой плите 6, на которой закрепляется газопровод и переносной газовый запальник 5 и имеются отверстия для зажигания горелок и наблюдения за горением. Огневая часть каждой из горелок 3 размещается в цилиндрическом металличе­ ском патрубке, через который к устью горелки поступает вторичный воздух вследствие разрежения в топке. Перед каждой горелкой в блоке установлен кран 1.

Такие горелки широко применяются в бытовых газовых приборах, варочных котлах, кипятильниках, ресторанных плитах, отопитель­ ных печах, чугунных секционных котлах и т. п. Преимущества их

впростоте устройства, бесшумности работы, достаточной устойчи­ вости пламени в расчетном диапазоне регулирования, а недостаток

втом, что они работают с большим избытком воздуха (от 1,2 до 1,5 и больше), особенно когда вторичный воздух не подводится к пла­ мени, а поступает в топку через щели, отверстия для запальников, смотровые окна.

§ 91. Инжекционные горелки среднего давления

Инжекционные горелки среднего давления отличаются от инжекционных горелок низкого давления в основном только способностью инжектировать (подсасывать) весь необходимый для горения воздух,

Рис. 83. Инжекционная горелка среднего давления типа В.

поэтому их называют горелками полного смешения. Эти горелки обеспечивают полное сгорание газа при наименьшем избытке воз­ духа.

Широкое распространение получили инжекционные горелки сред­ него давления, которые выпускаются двух типов: тип Н — для сжи­ гания газа с низкой теплотой сгорания (до 2200 ккал/м3) и тип В — для газа с высокой (до 8400 ккал/м3) теплотой сгорания (рис. 83). Горелки типа В при соответствующей замене форсунок исполь­ зуются на природном, коксовом и других газах. Они изготовляются 20 типоразмеров с диаметром выходного насадка от 15 до 235 мм с та­ ким расчетом, что каждые две соседние горелки отличаются по рас­ ходу газа на 25%. Горелки с диаметром насадка до 75 мм крепятся фланцем непосредственно к фронтовому листу печи.

185

Основные части горелки: корпус, воздушная регулировочная шайба, форсунка, соединительная трубка и носик. Горелки с диа­ метром насадка более 75 мм снабжены разъемным корпусом, водо­ охлаждаемой головкой и кронштейном для крепления к каркасу

На котлах и печах устанавливают также инжекционные горелки среднего давления конструкций Мосгазпроекта, Теплопроекта, ЛенгипроинжпроеНта, Укргипромеза и других организаций. Принци­ пиально они не отличаются друг от друга. Так, горелки Ленгипроинжпроекта (рис. 85) литые и в сварном исполнении. Они имеют

186