Файл: Эстеркин, Р. И. Эксплуатация котлоагрегатов на газовом топливе.pdf

Приведем пример испытаний для определения избытка воз­

+ 0 т>=4,4%, откуда 01=4,4 — 3,4=1,0%. Коэффициент распре­ деления концентрации кислорода, подсчитанный по формуле (7), k = 0,99. Средний коэффициент избытка воздуха, подсчитанный

по формуле (8 ), а сгр = 1,07.

Таблица 10

Результаты испытания и расчета поля концентраций и избытка воздуха на выходе из инжекционной горелки

Если в результате испытаний во всех точках сечения полу­ чится избыток воздуха больше единицы, то можно быть уверен­ ным, что горелка будет работать без потерь тепла от химиче­ ского недожога. Если же средний избыток воздуха на выходе из горелки окажется меньше единицы (при установке сопла с вы­ бранным расчетным диаметром), то это указывает на погреш­ ность испытаний или значительные отступления от чертежей, допущенные при изготовлении горелки. Испытания следует по­ вторить, а при совпадении результатов произвести полную реви­ зию горелки, проверив качество ее изготовления и соответствие рабочим чертежам.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся недостатки в ра­ боте инжекционных горелок и способы их устранения путем режимных и конструктивных мероприятий.

Чаще всего неудовлетворительная работа инжекционных го­ релок полного предварительного смешения вызывается недоста­ точной инжекционной способностью, вследствие чего горелки ра­ ботают с недостатком воздуха. Наиболее эффективным меро­

приятием в этом случае является уменьшение диаметра сопла. Однако чтобы сохранить производительность горелки при умень­ шении диаметра сопла, приходится идти на повышение давления газа перед горелкой, что нередко невозможно вследствие недо­ статочного давления на входе в регулятор. В этом случае для снижения потери тепла от химического недожога следует вве­ сти в топку вторичный воздух, включив в работу дутьевой вен­ тилятор или за счет естественного присоса. Вторичный воздух надо подавать в поток первичной газовоздушной смеси в месте выхода ее из туннеля горелки.

На одном из котлов производительностью 10 т/ч, оборудо­ ванном инжекционными горелками полного предварительного смешения, в результате испытания было установлено, что го­ релки работают с избытком воздуха не более 0,8. Так как дав­ ление газа перед горелками невозможно было поднять выше 1200 мм вод. ст., то для снижения потери тепла от химического недожога пришлось подать в топку вторичный воздух от имев­ шегося дутьевого вентилятора. Для этого в полотне решетки, закрытом огнеупорным кирпичом, была удалена часть кирпичей и под решетку подан воздух. Как показали сравнительные ис­ пытания котлоагрегата, в результате потеря тепла от химиче­ ского недожога снизилась с 21 до 3%, а потеря тепла с уходя­ щими газами возросла с 14 до 22%, что в итоге все же привело к повышению к. п. д. агрегата на 1 0 %.

При отсутствии дутьевого вентилятора подачу вторичного воздуха в топку можно осуществить за счет имеющегося разре­ жения в топочной камере. Для этого следует разделать обму­ ровку вокруг горелки так, чтобы образовался цилиндрический канал для прохода воздуха.

Особенно серьезное внимание на режим работы инжекционных горелок следует обращать при сжигании смеси искусствен­ ного и природного газа, когда теплота сгорания может коле­ баться в достаточно широких пределах (до 500—600 ккал/м3) . Опыт наладки установок, работающих на смешанном газе, по­ казал, что сопла горелок должны быть рассчитаны на макси­ мальную теплоту сгорания, так как при этом исключается появ­ ление значительного химического недожога, что вполне компен­ сирует некоторое увеличение избытка воздуха и потери тепла с уходящими продуктами горения при пониженном значении теплоты сгорания газа.

Основная цель наладки горелок с принудительной подачей воздуха — получение их регулировочных характеристик, позво­ ляющих в эксплуатации поддерживать заданный избыток воз­ духа, при котором потеря тепла от химического недожога от­ сутствует или имеет минимальное значение. Для построения регулировочной характеристики горелки прежде всего необхо­ димо выявить зависимость давления воздуха и газа от расхода их на горелку при оптимальном коэффициенте избытка воздуха.

130

Стендовые исследования горелок с принудительной подачей воздуха показали, что расход воздуха через горелку и давление перед ней связаны однозначно только при неизменном избытке воздуха (рис. 34). Поэтому при снятии регулировочной харак­ теристики горелок необходимо, чтобы избыток воздуха изме­ нялся в небольшом диапазоне, что позволит с некоторым при­ ближением считать зависимость между расходом воздуха и его давлением однозначной. Таким образом, снятие регулировочных

Рис. 34. Расход воздуха через вертикальную щелевую горелку в зависимости от его давления при различных коэффициентах избытка воздуха на выходе из горелки.

/ — а-0,85; 2 — 0,97; 3 — 1,03; 4 — 1,35; 5 — 1,56.

характеристик горелок требует выполнения большого объема из­ мерений и наличия специальных измерительных приборов.

При выполнении пусконаладочных работ или производстве испытаний горелок силами эксплуатационного персонала реко­ мендуется описанная ниже ориентировочная методика снятия регулировочной характеристики.

Регулировочная характеристика горелки снимается при четы­ рех значениях давления газа: номинальном (соответствует но­

гата, т. е. ликвидировать все имеющиеся присосы холодного воз­ духа в топку и газоходы.

2.Установить постоянное, близкое к номинальному, давление газа перед всеми горелками.

3.Установить постоянное разрежение в топке (не менее 1,0

ине более 3,0 мм вод. ст.).

4.Наблюдая за устойчивостью факела, установить перед

из топки или за котлом (уменьшать содержание 0 2 в продуктах горения ниже 1 % не следует).

Результаты измерений и расчетов для каждого значения по­ стоянного давления газа перед горелками заносятся в таблицу (табл. И ). По этим данным строят зависимость 0 2 от С 0 2 (рис. 35). Все режимы, при которых отсутствовал химический недожог, по содержанию С 02 и 0 2 должны уложиться на одну прямую (рис. 35, точки 1—4). Режимы, в которых наблюдался химический недожог, выпадут из общей зависимости (рис. 35, точки 5 и 6). Ориентировочное значение оптимального коэффи­

табл. 11). В этом режиме оптимальный коэффициент избытка воздуха составил 1,18 при давлении воздуха перед горелками ПО мм вод. ст. Следовательно, при давлении газа перед горел­ ками 1000 мм вод. ст. для поддержания оптимального коэффи­ циента избытка воздуха давление его должно быть ПО мм вод. ст. Аналогично описанному определяют оптимальный коэф­ фициент избытка воздуха и соответствующее ему давление воз­ духа перед горелками при различных постоянных давлениях

132

духа, т. е. при коэффициенте избытка воздуха, равном еди­ нице.

На рис. 5 была показана зависимость содержания С 0 2 в продуктах горения от коэффициента избытка воздуха для раз­ личных газов. Приведенные графики ясно показывают, что для газа определенного состава эта зависимость характеризуется

вполне определенной кривой.

Таблица 12

Регулировочная характеристика горелки с принудительной подачей воздуха

133