11. Многоструй­ная вихревая газовая горелка низкого давле­ния конструкции Мос-газпроекта

а — горелка, б — нако­нечник с отверстиями и направляющим аппара том, 1 — воздушная ка мера, 2—газовая ка­мера, 3—наконечник, фронтовая плита, футеровка

Для обогрева котлов электростан­ций наибольшее распространение по­лучили горелки турбулентного смеше­ния, у которых газ' подают в закру­ченный поток воздуха в виде большого числа струй. Это обеспечивает интен­сивное перемешивание газа с воз­духом и достаточно полное выгора­ние газа. Воздушный поток закручи­вается с помощью «улиток», направ­ляющих лопаток или тангенциальным подводом воздуха. Струйки газа вытекают из отверстий малого диамет­ра с большой скоростью и под прямым углом пересекают воздушный поток. Если в горелке газ подают по центральной трубе и он, вытекая из нее, пересекает воздушный поток, двигаясь от центра к периферии, такие горелки называют горелками с цент­ральной подачей газа. Если газ пода­ют из камеры, расположенной снару­жи горелки, и струйки его движутся по направлению к центру, в этом случае горелки называют горелками с периферийной подачей.

Рис. 16.12 Схема газомазутной горелки ГМГМ

Турбулентные горелки часто выполняют комбинированными:

пылегазовыми или газомазутными. Комбинированные горелки позволяют быстро переводить работу котла с одного вида топлива на другой, что имеет большое значение для потребителей-регуляторов. Кроме того, газ в этих горелках может сжигаться одновре­менно с другим видом топлива. Как показывает опыт, применение комби­нированных горелок дает более высо­кий эффект, чем одновременное ис­пользование газовых и пылеугольных горелок или газовых горелок и мазут­ных форсунок.

Газомазутная горелка типа ГМГМ показана на рис. 12. Горелка вы­пускается четырех типоразмеров с но­минальным расходом газа от 185 до 820 м³/ч и предназначена для установ­ки в котлах средней мощности типа ДКВР. Газ поступает в коллектор кольцевого сечения под давлением в 3,5 кПа и выходит из отверстий в виде струй в закрученный поток вто­ричного воздуха, чем достигается ин­тенсивное смесеобразование. Первич­ный воздух подается по внутрен­нему каналу, закручивается и направ­ляется к мазутной форсунке, где с распыливаемым мазутом образует топливно-воздушную смесь. Основное сгорание осуществляется за счет вто­ричного воздуха. Доля первичного воздуха при номинальном режиме сос­тавляет 10 ... 15 %. У горелок приме­нены завихрители тангенциально-ак­сиального типа с прямыми лопатка­ми и односторонней закруткой первич­ного и вторичного воздуха. Давле­ние воздуха до 1,4 кПа. Двухзонные направляющие аппараты обеспечи­вают устойчивое горение топлива в широком диапазоне (коэффициент глубины регулирования производи­тельности равен 5). Топливо сгорает при небольшом коэффициенте избытка воздуха: при сжигании газа с а=1,05, при сжигании мазута с сх=1,15. Со­держание NO* в продуктах сгорания до 0,18 г/м³. Длина мазутного факела 1 ... 2,5 м. Распыливание мазута осуществляется паромеханическими форсунками завода «Ильмарине». Го­релки прошли государственные испы­тания и рекомендованы к примене­нию.

Пылегазовая горелка конструкции Мосэнерго с центральной подачей газа производительностью 2400 м³/ч пока­зана на рис. 16.13. Она представляет собой пылеугольную горелку, приспо­собленную для сжигания газа. На угольной пыли горелка работает сле­дующим образом. Смесь первичного воздуха с угольной пылью (аэро­взвесь) подают в топку по кольце­вому каналу центральной трубы, а вторичный воздух поступает в топку через улитку. Резервным топливом у таких горелок служит мазут, для че­го в центральной трубе устанавли­вают мазутную форсунку. Реконструк­ция горелок для сжигания газа сводит­ся к замене мазутной форсунки коль­цевым каналом, по которому подают газ. В центральной части канала раз­мещена труба, оканчивающаяся чу­гунным наконечником. В наконечнике имеется 115 отверстий диаметром 7 мм, размещенных в пять рядов. Газ выходит со скоростью 61,7 м/с, пере­секая закрученный улиткой поток воз­духа. Для защиты от обгорания пы­левой части горелки и уменьшения сопротивления горелки по воздушной стороне примерно 10 ... 12 % воздуха подают по тракту первичного воздуха пылевой горелки. При работе горел­ки на угольной пыли для предотвра­щения обгорания газовый наконеч­ник вдвигают внутрь горелки.

У горелок этого типа газообраз­ное топливо сгорает длинным светя­щимся факелом. Газ выходит из отвер­стий чугунного наконечника в виде тонких струй непосредственно в топку, где протекает процесс смесеобразова­ния газа с воздухом, но горелка актив­но воздействует на этот процесс, так как в топку подают закрученный по­ток воздуха, который пересекает газо­вые струи. Горелки конструкции Мос­энерго с центральной подачей газа занимают промежуточное положение между горелками с незавершенным предварительным смешением газа с воздухом и диффузионными горелка­ми.

Рис. 13. Комбиниро­ванная пылегазовая го­релка с центральной подачей газа на выхо­де из амбразуры 1— кольцевой канал для подачи газа, 2— наконечник газоподводящих труб, 3—«улит­ка» для закручивания воздушного потока, 4— кольцевой канал для подачи смеси первичного воздуха с уголь­ной пылью

Горелки работают с избытками воздуха α=1,1 ... 1,2; химическая не­полнота сгорания при различных на­грузках составляет 1,5 ... 4 %.

Как показали исследования про­цесса перемешивания поперечных га­зовых струй с закрученным потоком воздуха, наилучшие результаты полу­чаются при периферийной подаче га­за. Это объясняется тем, что наиболь­ший расход воздуха движется по коль­цу большого диаметра горелки, поэто­му при подаче газа через наиболь­ший периметр наружной поверхности горелки дальнобойность газовых струй должна быть меньше и их легче рас­пределить в воздушном потоке. Этим объясняется тот факт, что горелки с центральной подачей газа работают с большими потерями от химической неполноты горения, чем горелки с пе­риферийной подачей газа. Горелки с центральной подачей газа проще при изготовлении и ремонте.

У горелок с периферийной пода­чей газ поступает в кольцевую газо­вую камеру, охватывающую горелку с наружной стороны, и вытекает из нее через круглые отверстия диамет­ром 5 ... 8 мм со скоростью 110 ... ... 160 м/с.Газовые струи, обладаю­щие большой дальнобойностью, пере­секают закрученный поток воздуха, движущийся со скоростью около 26 ... . . 30 м/с под прямым углом. Интен­сивное смесеобразование начинается в горелке и завершается в топке. Такая организация процесса обеспечи­вает быстрое и хорошее перемешива­ние газа с воздухом, в результате чего газ сгорает несветящимся факелом. При правильном расположении газо­вых отверстий горелки работают с по­терями от химической неполноты сго­рания, равными 0,4 0,7 %

Рис 14. Комбиниро­ванная пылегазовая го­релка с периферийной подачей газа в амбра­зуру

1- газовая камера 2—раздаточный конус,3 - раструб, 4 — подвижная труба, 5— кор­пус «учитки», 6— центральная неподвижная труба, 7— канал для подачи смеси угольной пыли с первичным воз духом

Комбинированная пылегазовая го­релка системы «Оргрэс» с перифе­рийной подачей газа производитель­ностью 3000 м3/ч показана на рис. 14. На угольной пыли горелка ра-338 ботает следующим образом. Смесь пы­ли с первичным воздухом подают по центральной трубе через чугунный раструб в топку На выходе из насад­ка поток разбивается о конус-рас­секатель. Вторичный воздух входит в горелку через «улитку», которая обес­печивает его закручивание. При сжи­гании углей с малым выходом лету­чих веществ для подсвечивания пылеугольного факела в горелку подают некоторое количество газа При работе на газообразном топ­ливе во избежание перегрева чугун­ный насадок с конусом переводят в крайнее левое положение. Газ подают в камеру, охватывающую цилиндри­ческую часть горелки по периферии, и он выходит из нее через большое число малых отверстий, пересекая по­ток воздуха, который поступает в го­релку через «улитку». Чтобы предотв­ратить перегрев и обгорание горелки, газовая камера омывается с наруж­ной стороны воздухом, поступающим через окна, расположенные в корпу­се «улитки». Газовая струя, выте­кая из отверстия, проникает вглубь воздушного потока на расстояние, определяемое ее дальнобойностью, и под воздействием воздушного потока поворачивается, принимая направле­ние движения воздуха. Расположение отверстий, их диаметр и скорость вы­хода газа выбирают так, чтобы газо­вые струи после поворота как можно равномернее распределялись по попе­речному сечению воздушного потока. В этом случае будут обеспечены на­илучшее перемешивание газа с возду­хом и наименьшая химическая непол­нота горения газа.

Форкамерная горелка низкого дав­ления, разработанная Укргипроинжпроектом, показана на рис.15. Горелки такого типа размещают на полу топки и используют для обогре­ва чугунных секционных котлов, суши­лок и других установок. Горелка сос­тоит из стальной трубы с отверстиями для выхода газа и керамического мо­ноблока из огнеупорного стандартного кирпича. Моноблок образует ряд кана­лов (смесителей) высотой 250 мм, дли­ной 75 мм и шириной 80 .. 100 мм (по расчету) и форкамеру. Моноблок установлен на металлической раме, к которой прикреплена труба горелки. Газовые струи эжектируют 50 ... 80 % воздуха, остальной воздух поступает за счет разрежения в топке.

В результате эжекции интенсифици­руется смесеобразование В каналах смесь подогревается и при выходе воспламеняется Из каналов горящая смесь поступает в общий туннель (форкамеру), где газ в основном сго­рает (до 95%). Догорание происхо­дит в объеме топки. Высота факела составляет 0,6 ... 0,9 м. Коэффициент избытка воздуха а=1,1 . 1,15 Разрежение в топке должно быть не ме­нее 5 Па

Рис. 15. Форкамер­ная горелка низкого давления

1— труба с отверстия ми для выхода газа, 2—- стальная опорная рама, 3— керамический блок смесителя, 4— форкамера из огне упорного кирпича