Устройства для подачи топлива в топку котла

                     2. Устройства для подачи топлива в топку котла   

          

             Устройства для сжигания твердого топлива

  

     Горелка – это устройство для ввода в топку топлива, необходимого для его сжигания воздуха и обеспечения устойчивого сжигания топлива.

     Горелочное устройство – это горелка, скомпонованная с запальным устройством, запорными топливными клапанами, гляделкой, средствами автоматического управления, регулирования и сигнализации.

     Пылеугольные горелки должны обеспечивать хорошее перемешивание угольной пыли и воздуха, возможно более раннее воспламенение пылевоздушной смеси и способствовать практически полному выгоранию пыли.

     Для камерного (факельного) сжигания твердого топлива наибольшее применение получили вихревые круглые, а также прямоточно-щелевые и сопловые горелки (рис.     ).

     Вихревыми называют горелки, у которых первичный и вторичный воздух или только вторичный воздух закручивается специальными завихрителями.

Рекомендуемые материалы

Закручивание потока достигается при помощи улиток, устанавливаемых на входе в горелку, или лопаток, устанавливаемых в горелке аксиально или тангенциально в потоке первичного или вторичного воздуха,

     Общий вид вихревой горелки показан на рис.6.1. Наименование горелки отражает способ ввода первичного (с пылью) и вторичного воздуха. Так, в прямоточно-улиточной горелке первичный воздух с пылью (пылевоздушная смесь или аэросмесь) подается через центральную трубу прямоточно, без закручивания. Вторичный воздух, подаваемый в топку через горелку, закручивается улиткой.

     Аэросмесь поступает в топку через центральную трубу, имеющую на конце чугунный наконечник. Регулирование выходного сечения для аэросмеси осуществляется конусом-рассекателем, который может перемещаться. Конус-рассекатель обеспечивает хорошее раскрытие пылеугольной струи, а также подсос горячих топочных газов к корню факела, что интенсифицирует воспламенение топлива.

     При работе горелки рассекатель накаляется и происходит быстрое воспламенение и устойчивое горение пыли. Такие горелки дают короткий факел. Вторичный воздух, подаваемый через улитку, выходит в топку завихренным через кольцевое пространство, образуемое наконечником и обмуровкой. Поступление пылевоздушной смеси регулируют давлением первичного воздуха и изменением положения конуса, а изменение расхода вторичного воздуха производят шибером (заслонкой), размещенным в улитке с помощью рычага.

     Для растопки, а также при необходимости подсвечивать пылеугольный факел предусматривают установку мазутной форсунки, для чего в корпусе горелки предусматривается специальное отверстие.

     В прямоточных щелевых горелках (рис.6.2) подача в топку аэросмеси и вторичного воздуха осуществляется раздельно через узкие щели. Такие горелки выполняются с внешним и с внутренним вводом вторичного воздуха.

     В прямоточных сопловых горелках ввод аэросмеси и вторичного воздуха осуществляется раздельно через круглые сопла.

     При размоле угля в молотковых мельницах  угольная пыль может вводиться в топку через специальные горелки-амбразуры.

                 Устройства для сжигания жидкого топлива

     Для сжигания жидкого топлива в топках устанавливают — форсунки.

     Форсунка (англ, force-pump — нагнетательный насос) — устройство для подачи, распыливания и распределения в воздушном потоке жидкого топли¬ва, поступающего в топку котла.

     По конструкции форсунки классифицируют:

     - механические, в том числе ротационные;

     - паромеханические, в том числе паровые.

     В механических форсунках распыливание осуществляется за счет высокого давления топлива, создаваемого насосом, а в паровых — распыливается паром.

     Основные требования к форсункам:

     - простота конструкции;

     - тонкое распыливание мазута;

     - минимальный расход энергии (пара, электроэнер¬гии) на распыл мазута;   

     - минимальный коэффициент избытка воздуха;

     - бес¬шумность.

     Перед поступлением в форсунки мазут обычно передварительно нагрева¬ется в мазутном хозяйстве (см. рис. ....). В форсунках мазут распыливается на мелкие капельки, которые быстро нагреваются, переходят в газообразное состояние, смешиваются с воздухом и сгорают.

     Механические форсунки осуществляют распыл продавливанием предва¬рительно нагретого мазута через мелкие отверстия распределительной шай¬бы под большим давлением, создаваемым подающим насосом. Воздух пода¬ется к корню факела. Форсунка состоит из металлического корпуса и ввер¬нутого в него ствола, на конце которого на резьбе закреплена распылитель¬ная головка, прижимаемая к стволу пустотелой гайкой (рис. ....). Распы¬лительная головка состоит из трех деталей: распределительной шайбы, завихрителя и распылителя.

     Достоинства механических форсунок:

    - не требуют пара на распыл;

    -  бесшумны;

    - имеют небольшие размеры.

     Недостатки:

    - быстрое загрязнение;

    - ухудшение работы при низких нагрузках.

     Паромеханические форсунки состоят из корпуса, ввернутого в него ство¬ла («труба в трубе») и распылительной головки (рис. ....). Во внутреннюю  трубу подается мазут, а в кольцевую щель между трубами подается пар.

Рас¬пылительная головка служит для тонкого распыла и закручивания паромазутной смеси, выходящей в топку. Состоит из трех элементов, прижимаемых накидной гайкой. Внутренняя труба заканчивается приваренным к ней на¬садком, в который вставляется распределительная шайба с мелкими отвер¬стиями, на шайбу ставятся топливный завихритель, а на него паровой за¬вихритель.

      Завихрители имеют тангенциальные канавки, направленные под углом к оси и служащие для закрутки потока. Из форсунки паромазутная смесь подается к месту горения, куда одновременно подаются первичный и вторич¬ный воздух. При производительности форсунки до 70% она работает как па¬ровая, а при производительности 70-100% — как механическая (т. е. без пара).

     Достоинствами паромеханических форсунок являются:

     - тонкий распыл;

     - простота конструкции;

     - экономичность;

     - надежность;

     - малая длина факела.

     Недостатки:

     - расход пара;

     - при засорении форсунки мазут может по¬пасть в паропровод.

     В ротационных форсунках топливо распыливается под действием цент¬робежной силы, создаваемой вращающимся коническим стаканом (чашей), в который по трубопроводу под небольшим давлением (насосом) подается жидкое топливо (рис. 2.29).        Под действием центробежной силы топливо при¬жимается к внутренней поверхности стакана, растекается и перемещается к краю, с которого срывается и распыливается.   Излучение тепла из топки на стенки стакана способствует подогреву, частичному испарению и лучшему распыливанию мазута. Для улучшения распыливания топлива через зазор между стаканом и специальной насадкой подается первичный воздух венти-лятором, количество которого регулируется воздушной заслонкой. Завих-рители для закручивания первичного воздуха устанавливаются в передней части корпуса форсунки. Вторичный воздух поступает в топку через возду-хонаправляющее устройство горелки, состоящее из воздушного короба и завихрителя.

     Распыливающий конический стакан располагается на валу и приводится во вращение через клиноременную передачу от электродвигателя.

     Подача первичного и вторичного воздуха может производиться от раз¬личных вентиляторов. Первичный воздух составляет примерно 10% общего количества воздуха.

     Преимущества ротационных форсунок:

     - возможность работы на низком давлении топлива;

     - отсутствие необходимости тонкой очистки мазута, так как форсунка не имеет отверстий малого диаметра.

     Недостатки:

    - затраты электроэнергии;

    - сложность конструкции;

    - шум при работе.

     При сжигании жидкого топлива под форсунками необходимо уста¬навливать поддоны с песком для предотвращения попадания топлива на пол котельной.

                    

                                     Газовые горелки

     Газовая горелка — устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание га¬зового топлива и регулирование процесса горения. Предназначена для пода¬чи к месту горения раздельно газа и воздуха или их смеси.

     Газогорелочным устройством — называется горелка, скомпонованная с запальным устрой¬ством, запорными топливными клапанами, средствами автоматического уп-равления и сигнализации.

     На практике для сжигания газа применяют различные конструкции газовых горелок:

     - атмосферные (диффузионные),

     - инжекционные и

     - с принудительной по¬дачей воздуха. 

     Кроме того, широкое применение находят комбинированные горелки, предназначенные для совместного или раздельного сжигания газо¬образного и жидкого топлива, а также пылегазовые горелки и пылегазомазутные — для совместного или раздельного сжигания угольной пыли, газа и мазута.

     В соответствии с ГОСТ 21204-97 газовые горелки классифицируются по следующим основным признакам:

     1. По степени подготовки горючей смеси:

     - без предварительного смешения газа с воздухом;

     - с частичной подачей первичного воздуха;

     - с неполным пред¬варительным смешением газа с воздухом;

     - с полным предварительным сме¬шением газа с воздухом.

     2. По способу подачи воздуха:

     -  подача воздуха за счет свободной конвек¬ции;

     - подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве;

     - инжекция воздуха газом;

     - принудительная подача воздуха от встроенного вентилятора (блочные горелки);

     - принудительная подача воздуха за счет давления газа (турбинные горелки);

     - инжекция газа воздухом (принудительная подача воз¬духа, инжектирующего газ);

     - принудительная подача газовоздушной смеси от постороннего источника.

  

     3. По степени автоматизации:

     -  с ручным управлением;

    -  полуавтоматиче¬ские;

    - автоматические.

     Горелкой с ручным управлением — называется горелка, розжиг которой, изменение режима работы и наблюдение за ее работой осуществляет обслу¬живающий персонал.

     Полуавтоматическая горелка — горелка, оборудованная устройством дистанционного розжига и системой контроля пламени.

     Автоматическая горелка — горелка, оборудованная автоматически дей¬ствующими устройствами, — устройством дистанционного розжига, систе¬мой контроля пламени, устройством контроля давления топлива и воздуха для горения, средствами управления, регулирования и сигнализации.

     Блочной называется автоматическая горелка, скомпонованная с вентиля¬тором воздуха в единый блок. У горелок, работающих также и на жидком топливе, в этот блок входит топливный насос или топливный насос и подо¬греватель жидкого топлива.

     Газовые горелки должны удовлетворять следующим основным требова¬ниям ГОСТ 21204-97:

     1) обеспечивать полное сгорание газа с минимальным коэффициентом избытка воздуха (а);

     2) обеспечивать уровень звука работа¬ющей горелки, не превышающий норм ГОСТ 21204-97;

     3) горелки должны иметь штуцеры для измерения давления газа, а горелки с принудительной подачей воздуха — дополнительно штуцеры для измерения давления возду¬ха перед горелкой;

     4) обеспечивать минимум вредных выбросов в атмосфе¬ру;

     5) быть надежными и безопасными в работе, устойчиво работать без от¬рыва и проскока пламени.

                  

          Атмосферные (диффузионные) горелки

     Атмосферная горелка — горелка, использующая воздух для горения из окружающей среды в результате диффузии. В таких горелках воздух поступает к месту горения в основном в результате разрежения в топке и частично за счет конвекции. Смешение газа с воздухом происходит одновременно с про¬цессом горения в результате диффузии, т. е. взаимного проникновения газа и воздуха в соседние потоки (рис. ...).

     Диффузионное пламя при спокойном истечении газа является устойчи¬вым. При больших скоростях выхода газа возможен отрыв пламени, а при больших скоростях поступающего к газовым струям воздуха возможно за¬дувание факелов. Проскок пламени в диффузионных горелках невозможен, так как к месту горения поступает не газовоздушная смесь, а газ. У диффузи¬онных горелок факел имеет большую длину, что соответственно требует боль¬ших объемов топки (см. рис. ....).

     К диффузионным горелкам относятся горизонтальные щелевые (подовые) и вертикально-щелевые горелки. Эти горелки представляют собой коллек¬тор (труба с газовыходными отверстиями диаметром 38 или 50 мм — в зави¬симости от тепловой мощности горелки), расположенный в щели, выполнен¬ной в кладке из огнеупорного кирпича. Газ выходит из коллектора через от¬верстия небольшого диаметра, а воздух поступает в щель благодаря разреже¬нию в топке или под напором дутьевого вентилятора.         

     В многофакельной запальной горелке вместо защитного кожуха применен огневой насадок, представляющий собой трубку с отверстиями для выхода газовоздушной сме¬си. В торце трубки имеется пластинка с отверстием в центре ее диаметром 6 мм.

      Достоинством атмосферных горелок являются: простота конструкции и устойчивая работа при низких давлениях газа.

     Недостатки: завышенный расход воздуха; зависимость расхода воздуха от разрежения в топке; значительная длина факела, вызванная малой скоро¬стью перемешивания газа с воздухом, что требует соответствующей высоты топки. При недостаточной высоте факел касается поверхностей нагрева или затягивается в газоходы, что приводит к химическому недожогу, образова¬нию и выпадению сажи.

                     Инжекционные горелки

     Горелки этого типа называют инжекционными, так как воздух в них подса¬сывается (инжектируется) под действием энергии газовых струй, выходящих из одного или нескольких сопл. У односопловой горелки

(рис. ...) струя газа, поступающего из газопровода под давлением, выбрасывается из сопла с боль¬шой скоростью, в результате чего в инжекторе (конфузоре) горелки создается разрежение. За счет разрежения окружающий воздух подсасывается в горел¬ку и при движении вдоль смесителя смешивается с газом.      Газовоздушная смесь проходит через горло смесителя (узкая часть), выравнивающее струю смеси, и поступает в его расширяющуюся часть — диффузор, где скорость смеси сни¬жается, а давление возрастает. После диффузора газовоздушная смесь посту¬пает в насадок и сгорает в виде голубовато-фиолетового факела.

      Инжекционные горелки различают:

 - по давлению — низкого и среднего давления;

 - виду факела — многофакельные (с распределительным коллектором) и однофакельные;

 - количеству сопел — односопловые и многосопловые;

 - расположению сопел — с центральным и периферийным расположением.

   

    Достоинства  инжекционных горелок:

 - использование энергии газа для подсоса воздуха (т. е. отсутствие затрат электроэнергии на привод вентилятора для подачи воздуха);

 - хорошее перемешивание газа и инжектируемого воздуха;

 - поддержание, в определенных диапазонах, расчетного соотношения их количеств при изменении тепловой мощности горелки (т. е. автоматическое поддержание соотношения газ-воздух).

     Недостатки горелок с одним газовым соплом:

   - значительная длина, осо¬бенно при больших тепловых мощностях;  

   - необходимость тщательной цент¬ровки сопла;

   - высокий уровень шума.

       Для горелок низкого давления :

   -  зна¬чительная длина факела и

   -  зависимость поступления вторичного воздуха от разрежения в топке.

            Горелки с принудительной подачей воздуха

     Подача воздуха под давлением позволяет обеспечить большую тепловую мощность при сравнительно небольших размерах горелки. Для лучшего пе¬ремешивания газ выходит через многочисленные отверстия мелкими струя¬ми, направленными под углом к потоку воздуха.

     Во многих конструкциях горелок с принудительной подачей воздуха воз¬духу придают вращательное движение. Для этого применяют направляющие лопаточные аппараты с постоянным углом установки лопаток.

     Эти горелки позволяют регулировать длину и светимость факела. Полнота сгорания может быть достигнута при минимальном расходе воздуха.

     Недостатками горелок являются:

     -расход электрической энергии на ра¬боту вентилятора;

      - необходимость своевременного и надежного отключения газа при остановке вентилятора.

                        

                        Комбинированные горелки

     На практике находят применение комбинированные газомазутные или пылегазовые горелки. Такие горелки обычно разрабатываются на основе про¬веренной практикой газовой горелки, в которую встраивается мазутная фор¬сунка. При разработке пылегазовой горелки за основу обычно принимается освоенная пылеугольная горелка, в которую встраивается газораспредели¬тельное устройство (рис. ....).

     Сжигание различных видов топлива осуще¬ствляют раздельно, поскольку совместное сжигание указанных видов топ¬лива, как правило, приводит к увеличению потерь теплоты от химического и механического недожога, что связано, в частности, со снижением концентра¬ции окислителя в зоне горения топлива

                   

              Автоматические блочные горелки

      В настоящее время все более широкое распространение получают автомати¬ческие газовые, жидкотопливные и комбинированные горелки фирм Weishaupt, Oilon, Giersch, Lamborgini и других, а также автоматические газовые горелки завода «Старорусприбор» и других отечественных производителей. В качестве примера автоматической блочной газовой горелки рассмотрим блок Л1-Н.

     Блок Л1-Н. Блок газогорелочный автоматизированный предназначен для отопительных водогрейных котлов производительностью до 1 Гкал/ч (1,16 МВт). Блок (рис. 2.46) включает в себя узлы огневой, газовый и воздушный, а так¬же автоматику (например, типа КСУМ).

     В огневой узел входят запальная и основная горелки, фронтовая плита с электродом контроля пламени. Фронтовая плита имеет направляющие, по которым можно переместить горелку при необходимости осмотра огневого и воздушного узлов. В газовый узел входят электромагнитные клапаны «боль¬шого горения» и «малого горения» основной горелки, обеспечивающие двух¬ступенчатое регулирование, а также запальная горелка.

     Воздушный узел состоит из вентилятора и регулирующей заслонки, фик¬сация крайних положений которой при работающем вентиляторе осуществ¬ляется изменением натяжения пружины. Воздух в горелку подается через квадратный патрубок, омывает газовую камеру и поступает в смеситель. Часть воздуха закручивается лопатками, остальная часть направляется в перифе¬рийную область смесителя.

     Газ подается через газовую камеру в распределитель, разворачивается на 180° и поступает в закрученный поток воздуха через щель, образованную плоскостью диска и обрезом распределителя.

     При нажатии на кнопку «Пуск» на пульте управления сначала происходит вентиляция топки. Затем по сигналу датчика контроля пламени газ подается в основную горелку, которая зажигается в режиме «малое горение», а запальная горелка выключается. После нагрева котла обслуживающий персонал включа¬ет систему автоматического позиционного регулирования мощности горелки.    

                      

                             Пылеугольные горелки

    

     Горелка – это устройство для ввода в топку топлива, необходимого для его сгорания воздуха и обеспечения устойчивого сжигания топлива.

     Горелочное устройство – это горелка, скомпонованная с запальным устройством, запорными топливными клапанами, гляделкой, средствами автоматического управления, регулирования и сигнализации.

     Горелки должны обеспечивать хорошее перемешивание пыли и воздуха, возможно более раннее воспламенение пылевоздушной смеси и способствовать практически полному выгоранию пыли.

     Для камерного (факельного) сжигания твердого топлива наибольшее применение получили вихревые круглые, а также прямоточно-щелевые и сопловые горелки.

     Вихревыми называют горелки, у которых первичный и вторичный воздух или только вторичный воздух закручивается специальными завихрителями.

Закручивание потока достигается при помощи улиток, устанавливаемых на входе в горелку, или лопаток, устанавливаемых в горелке аксиально или тангенциально в потоке первичного или вторичного воздуха,

     Общий вид вихревой горелки показан на рис.2.18. Наименование горелки отражает способ ввода первичного (с пылью) и вторичного воздуха. Так, в прямоточно-улиточной горелке первичный воздух с пылью (пылевоздушная смесь или аэросмесь) подается через центральную трубу прямоточно, без закручивания. Вторичный воздух, подаваемый в топку через горелку, закручивается улиткой.

     Аэросмесь поступает в топку через центральную трубу, имеющую на конце чугунный наконечник. Регулирование выходного сечения для аэросмеси осуществляется конусом-рассекателем, который может перемещаться. Конус-рассекатель обеспечивает хорошее раскрытие пылеугольной струи, а также подсос горячих топочных газов к корню факела, что интенсифицирует воспламенение топлива.

     При работе горелки рассекатель накаляется и происходит быстрое воспламенение и устойчивое горение пыли. Такие горелки дают короткий факел. Вторичный воздух, подаваемый через улитку, выходит в топку завихренным через кольцевое пространство, образуемое наконечником и обмуровкой. Поступление пылевоздушной смеси регулируют давлением первичного воздуха и изменением положения конуса, а изменение расхода вторичного воздуха производят шибером (заслонкой), размещенным в улитке с помощью рычага.

     Для растопки, а также при необходимости подсвечивать пылеугольный факел предусматривают установку мазутной форсунки, для чего в корпусе горелки предусматривается специальное отверстие.

     В прямоточных щелевых горелках (рис.2.18,б) подача в топку аэросмеси и вторичного воздуха осуществляется раздельно через узкие щели. Такие горелки выполняются с внешним и с внутренним вводом вторичного воздуха.

     В прямоточных сопловых горелках ввод аэросмеси и вторичного воздуха осуществляется раздельно через круглые сопла.

     При размоле угля в молотковых мельницах (см.рис.2.12,б) угольная пыль может вводиться в топку через специальные горелки-амбразуры.

                Устройства для сжигания жидкого топлива

     Для сжигания жидкого топлива в топках устанавливают — форсунки.

     Форсунка (англ, force-pump — нагнетательный насос) — устройство для подачи, распыливания и распределения в воздушном потоке жидкого топли¬ва, поступающего в топку котла.

     По конструкции форсунки классифицируют:

     - механические, в том числе ротационные;

     - паромеханические, в том числе паровые.

     В механических форсунках распыливание осуществляется за счет высокого давления топлива, создаваемого насосом, а в паровых — распыливается паром.

     Основные требования к форсункам:

     - простота конструкции;

     - тонкое распыливание мазута;

     - минимальный расход энергии (пара, электроэнер¬гии) на распыл мазута;   

     - минимальный коэффициент избытка воздуха;

     - бес¬шумность.

     Перед поступлением в форсунки мазут обычно передварительно нагрева¬ется в мазутном хозяйстве (см. рис. 1.11). В форсунках мазут распыливается на мелкие капельки, которые быстро нагреваются, переходят в газообразное состояние, смешиваются с воздухом и сгорают.

     Механические форсунки осуществляют распыл продавливанием предва¬рительно нагретого мазута через мелкие отверстия распределительной шай¬бы под большим давлением, создаваемым подающим насосом. Воздух пода¬ется к корню факела. Форсунка состоит из металлического корпуса и ввер¬нутого в него ствола, на конце которого на резьбе закреплена распылитель¬ная головка, прижимаемая к стволу пустотелой гайкой (рис. 2.27). Распы¬лительная головка состоит из трех деталей: распределительной шайбы, завихрителя и распылителя.

     Достоинства механических форсунок: 1) не требуют пара на распыл; 2) бесшумны; 3) имеют небольшие размеры.

     Недостатки: 1) быстрое загрязнение; 2) ухудшение работы при низких нагрузках.

     Паромеханические форсунки состоят из корпуса, ввернутого в него ство¬ла («труба в трубе») и распылительной головки (рис. 2.28). Во внутреннюю  трубу подается мазут, а в кольцевую щель между трубами подается пар. Рас¬пылительная головка служит для тонкого распыла и закручивания паромазутной смеси, выходящей в топку. Состоит из трех элементов, прижимаемых накидной гайкой. Внутренняя труба заканчивается приваренным к ней на¬садком, в который вставляется распределительная шайба с мелкими отвер¬стиями, на шайбу ставятся топливный завихритель, а на него паровой за¬вихритель.

      Завихрители имеют тангенциальные канавки, направленные под углом к оси и служащие для закрутки потока. Из форсунки паромазутная смесь подается к месту горения, куда одновременно подаются первичный и вторич¬ный воздух. При производительности форсунки до 70% она работает как па¬ровая, а при производительности 70-100% — как механическая (т. е. без пара).

     Достоинствами паромеханических форсунок являются:

     - тонкий распыл;

     - простота конструкции;

     - экономичность;

     - надежность;

     - малая длина факела.

     Недостатки:

     - расход пара;

     - при засорении форсунки мазут может по¬пасть в паропровод.

     В ротационных форсунках топливо распыливается под действием цент¬робежной силы, создаваемой вращающимся коническим стаканом (чашей), в который по трубопроводу под небольшим давлением (насосом) подается жидкое топливо (рис. 2.29).        Под действием центробежной силы топливо при¬жимается к внутренней поверхности стакана, растекается и перемещается к краю, с которого срывается и распыливается.   Излучение тепла из топки на стенки стакана способствует подогреву, частичному испарению и лучшему распыливанию мазута. Для улучшения распыливания топлива через зазор между стаканом и специальной насадкой подается первичный воздух венти-лятором, количество которого регулируется воздушной заслонкой. Завих-рители для закручивания первичного воздуха устанавливаются в передней части корпуса форсунки. Вторичный воздух поступает в топку через возду-хонаправляющее устройство горелки, состоящее из воздушного короба и завихрителя.

     Распыливающий конический стакан располагается на валу и приводится во вращение через клиноременную передачу от электродвигателя.

     Подача первичного и вторичного воздуха может производиться от раз¬личных вентиляторов. Первичный воздух составляет примерно 10% общего количества воздуха.

     Преимущества ротационных форсунок:

     - возможность работы на низком давлении топлива;

     - отсутствие необходимости тонкой очистки мазута, так как форсунка не имеет отверстий малого диаметра.

     Недостатки:

    - затраты электроэнергии;

    - сложность конструкции;

    - шум при работе.

     При сжигании жидкого топлива под форсунками необходимо уста¬навливать поддоны с песком для предотвращения попадания топлива на пол котельной.

                     

                                     Газовые горелки

     Газовая горелка — устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание га¬зового топлива и регулирование процесса горения. Предназначена для пода¬чи к месту горения раздельно газа и воздуха или их смеси. Газогорелочным устройством — называется горелка, скомпонованная с запальным устрой¬ством, запорными топливными клапанами, средствами автоматического уп¬равления и сигнализации.

     На практике для сжигания газа применяют различные конструкции газовых горелок:

     - атмосферные (диффузионные),

     - инжекционные и

     - с принудительной по¬дачей воздуха. 

     Кроме того, широкое применение находят комбинированные горелки, предназначенные для совместного или раздельного сжигания газо¬образного и жидкого топлива, а также пылегазовые горелки и пылегазомазутные — для совместного или раздельного сжигания угольной пыли, газа и мазута.

     В соответствии с ГОСТ 21204-97 газовые горелки классифицируются по следующим основным признакам:

     1. По степени подготовки горючей смеси:

     - без предварительного смешения газа с воздухом;

     - с частичной подачей первичного воздуха;

     - с неполным пред¬варительным смешением газа с воздухом;

     - с полным предварительным сме¬шением газа с воздухом.

     2. По способу подачи воздуха:

     -  подача воздуха за счет свободной конвек¬ции;

     - подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве;

     - инжекция воздуха газом;

     - принудительная подача воздуха от встроенного вентилятора (блочные горелки);

     - принудительная подача воздуха за счет давления газа (турбинные горелки);

     - инжекция газа воздухом (принудительная подача воз¬духа, инжектирующего газ);

     - принудительная подача газовоздушной смеси от постороннего источника.

  

     3. По степени автоматизации:

     -  с ручным управлением;

    -  полуавтоматиче¬ские;

    - автоматические.

     Горелкой с ручным управлением — называется горелка, розжиг которой, изменение режима работы и наблюдение за ее работой осуществляет обслу¬живающий персонал.

     Полуавтоматическая горелка — горелка, оборудованная устройством дистанционного розжига и системой контроля пламени.

     Автоматическая горелка — горелка, оборудованная автоматически дей¬ствующими устройствами, — устройством дистанционного розжига, систе¬мой контроля пламени, устройством контроля давления топлива и воздуха для горения, средствами управления, регулирования и сигнализации.

     Блочной называется автоматическая горелка, скомпонованная с вентиля¬тором воздуха в единый блок. У горелок, работающих также и на жидком топливе, в этот блок входит топливный насос или топливный насос и подо¬греватель жидкого топлива.

     Газовые горелки должны удовлетворять следующим основным требова¬ниям ГОСТ 21204-97:

     1) обеспечивать полное сгорание газа с минимальным коэффициентом избытка воздуха (а);

     2) обеспечивать уровень звука работа¬ющей горелки, не превышающий норм ГОСТ 21204-97;

     3) горелки должны иметь штуцеры для измерения давления газа, а горелки с принудительной подачей воздуха — дополнительно штуцеры для измерения давления возду¬ха перед горелкой;

     4) обеспечивать минимум вредных выбросов в атмосфе¬ру;

     5) быть надежными и безопасными в работе, устойчиво работать без от¬рыва и проскока пламени.

                     Атмосферные (диффузионные) горелки

     Атмосферная горелка — горелка, использующая воздух для горения из окружающей среды в результате диффузии. В таких горелках воздух поступает к месту горения в основном в результате разрежения в топке и частично за счет конвекции. Смешение газа с воздухом происходит одновременно с про¬цессом горения в результате диффузии, т. е. взаимного проникновения газа и воздуха в соседние потоки (рис. 2.31).

     Диффузионное пламя при спокойном истечении газа является устойчи¬вым. При больших скоростях выхода газа возможен отрыв пламени, а при больших скоростях поступающего к газовым струям воздуха возможно за¬дувание факелов. Проскок пламени в диффузионных горелках невозможен, так как к месту горения поступает не газовоздушная смесь, а газ. У диффузи¬онных горелок факел имеет большую длину, что соответственно требует боль¬ших объемов топки (см. рис. 1.16).

     К диффузионным горелкам относятся горизонтальные щелевые (подовые) и вертикально-щелевые горелки. Эти горелки представляют собой коллек¬тор (труба с газовыходными отверстиями диаметром 38 или 50 мм — в зави¬симости от тепловой мощности горелки), расположенный в щели, выполнен¬ной в кладке из огнеупорного кирпича. Газ выходит из коллектора через от¬верстия небольшого диаметра, а воздух поступает в щель благодаря разреже¬нию в топке или под напором дутьевого вентилятора.        

     В многофакельной запальной горелке вместо защитного кожуха применен огневой насадок, представляющий собой трубку с отверстиями для выхода газовоздушной сме¬си. В торце трубки имеется пластинка с отверстием в центре ее диаметром 6 мм.

      Достоинством атмосферных горелок являются: простота конструкции и устойчивая работа при низких давлениях газа.

     Недостатки: завышенный расход воздуха; зависимость расхода воздуха от разрежения в топке; значительная длина факела, вызванная малой скоро¬стью перемешивания газа с воздухом, что требует соответствующей высоты топки. При недостаточной высоте факел касается поверхностей нагрева или затягивается в газоходы, что приводит к химическому недожогу, образова¬нию и выпадению сажи.

                     

                              Инжекционные горелки

     Горелки этого типа называют инжекционными, так как воздух в них подса¬сывается (инжектируется) под действием энергии газовых струй, выходящих из одного или нескольких сопл. У односопловой горелки (рис. 2.32) струя газа, поступающего из газопровода под давлением, выбрасывается из сопла с боль¬шой скоростью, в результате чего в инжекторе (конфузоре) горелки создается разрежение. За счет разрежения окружающий воздух подсасывается в горел¬ку и при движении вдоль смесителя смешивается с газом.      Газовоздушная смесь проходит через горло смесителя (узкая часть), выравнивающее струю смеси, и поступает в его расширяющуюся часть — диффузор, где скорость смеси сни¬жается, а давление возрастает. После диффузора газовоздушная смесь посту¬пает в насадок и сгорает в виде голубовато-фиолетового факела.

      Инжекционные горелки различают:

 - по давлению — низкого и среднего давления;

 - виду факела — многофакельные (с распределительным коллектором) и однофакельные;

 - количеству сопел — односопловые и многосопловые;

 - расположению сопел — с центральным и периферийным расположением.

   

    Достоинства  инжекционных горелок:

 - использование энергии газа для подсоса воздуха (т. е. отсутствие затрат электроэнергии на привод вентилятора для подачи воздуха);

 - хорошее перемешивание газа и инжектируемого воздуха;

 - поддержание, в определенных диапазонах, расчетного соотношения их количеств при изменении тепловой мощности горелки (т. е. автоматическое поддержание соотношения газ-воздух).

     Недостатки горелок с одним газовым соплом:

   - значительная длина, осо¬бенно при больших тепловых мощностях;  

   - необходимость тщательной цент¬ровки сопла;

   - высокий уровень шума.

       Для горелок низкого давления :

   -  зна¬чительная длина факела и

   -  зависимость поступления вторичного воздуха от разрежения в топке.

            Горелки с принудительной подачей воздуха

     Подача воздуха под давлением позволяет обеспечить большую тепловую мощность при сравнительно небольших размерах горелки. Для лучшего пе¬ремешивания газ выходит через многочисленные отверстия мелкими струя¬ми, направленными под углом к потоку воздуха.

     Во многих конструкциях горелок с принудительной подачей воздуха воз¬духу придают вращательное движение. Для этого применяют направляющие лопаточные аппараты с постоянным углом установки лопаток.

     Эти горелки позволяют регулировать длину и светимость факела. Полнота сгорания может быть достигнута при минимальном расходе воздуха.

     Недостатками горелок являются: расход электрической энергии на ра¬боту вентилятора; необходимость своевременного и надежного отключения газа при остановке вентилятора.

                          Комбинированные горелки

     На практике находят применение комбинированные газомазутные или пылегазовые горелки. Такие горелки обычно разрабатываются на основе про¬веренной практикой газовой горелки, в которую встраивается мазутная фор¬сунка. При разработке пылегазовой горелки за основу обычно принимается освоенная пылеугольная горелка, в которую встраивается газораспредели¬тельное устройство (рис. 2.37).

     Сжигание различных видов топлива осуще¬ствляют раздельно, поскольку совместное сжигание указанных видов топ¬лива, как правило, приводит к увеличению потерь теплоты от химического и механического недожога, что связано, в частности, со снижением концентра¬ции окислителя в зоне горения топлива

                   

              Автоматические блочные горелки

Люди также интересуются этой лекцией: 4 Функции и структура государства.

      В настоящее время все более широкое распространение получают автомати¬ческие газовые, жидкотопливные и комбинированные горелки фирм Weishaupt, Oilon, Giersch, Lamborgini и других, а также автоматические газовые горелки завода «Старорусприбор» и других отечественных производителей. В качестве примера автоматической блочной газовой горелки рассмотрим блок Л1-Н.

     Блок Л1-Н. Блок газогорелочный автоматизированный предназначен для отопительных водогрейных котлов производительностью до 1 Гкал/ч (1,16 МВт). Блок (рис. 2.46) включает в себя узлы огневой, газовый и воздушный, а так¬же автоматику (например, типа КСУМ).

     В огневой узел входят запальная и основная горелки, фронтовая плита с электродом контроля пламени. Фронтовая плита имеет направляющие, по которым можно переместить горелку при необходимости осмотра огневого и воздушного узлов. В газовый узел входят электромагнитные клапаны «боль¬шого горения» и «малого горения» основной горелки, обеспечивающие двух¬ступенчатое регулирование, а также запальная горелка.

     Воздушный узел состоит из вентилятора и регулирующей заслонки, фик¬сация крайних положений которой при работающем вентиляторе осуществ¬ляется изменением натяжения пружины. Воздух в горелку подается через квадратный патрубок, омывает газовую камеру и поступает в смеситель. Часть воздуха закручивается лопатками, остальная часть направляется в перифе¬рийную область смесителя.

     Газ подается через газовую камеру в распределитель, разворачивается на 180° и поступает в закрученный поток воздуха через щель, образованную плоскостью диска и обрезом распределителя.

     При нажатии на кнопку «Пуск» на пульте управления сначала происходит вентиляция топки. Затем по сигналу датчика контроля пламени газ подается в основную горелку, которая зажигается в режиме «малое горение», а запальная горелка выключается. После нагрева котла обслуживающий персонал включа¬ет систему автоматического позиционного регулирования мощности горелки.