Горелки полного предварительного смешения газа с воздухом
Эжекционные горелки, работающие на газе среднего давления, как правило, являются горелками полного предварительного смешения (рис. 14.5). Это большое преимущество, дающее горелкам возможность работать без принудительной подачи воздуха. Отпадает необходимость в установке дутьевого вентилятора, вследствие чего экономится электроэнергия. Горелки могут работать с малым коэффициентом избытка воздуха (α = 1,03-1,08) в результате полного предварительного перемешивания газа с воздухом с помощью эжекционного смесителя. В качестве рабочей среды используется горючий газ, вытекающий из сопла со скоростью 10-15 м/с. Данные горелки относят к эжекторам с большой скоростью эжекции.
Рис. 14.5. Схема эжекционной горелки среднего давления:
1 - сопло; 2 - конфузор; 3 - горловина; 4 - диффузор; 5 - кратер; 6 - туннель
Однако односопловые эжекционные горелки имеют и ряд недостатков. У горелок производительностью свыше 60 м3/ч велики размеры (длина около 1,5 м) и удельная металлоемкость; их работа сопровождается сильным шумом, утомляющим обслуживающий персонал. Горелки производительностью от 60 м3/ч и выше имеют малые пределы регулирования их производительности. Таким образом, этот тип горелок имеет наряду с неоспоримыми достоинствами и недостатки, поэтому их следует применять, исходя из конкретных условий работы установок.
Рядом проектных институтов стран СНГ созданы эжекционные одно-сопловые горелки различной производительности. По конструкции все они однотипны и отличаются только размерами и стабилизирующими устройствами.
Эжекционные горелки среднего давления изготавливаются по нормам институтов Стальпроект, ЛО Теплопроект, Мосгазпроект.
Институтом Стальпроект разработаны 3 типа эжекционных горелок:
1) горелки типа В, предназначенные для газа с повышенной теплотой сгорания (природный, коксовый, смешанный) при работе на холодном воздухе;
2) горелки типа Н, предназначенные для газов с низкой теплотой сгорания (доменный и смешанный коксодоменный, 
МДж/м3) при работе на холодном воздухе. Предусмотрена также возможность сжигания газов с теплотой сгорания до 5,86 МДж/м3, подогретых до 300°С;
3) горелки типа П, предназначенные для работы на подогретом воздухе и на подогретом или холодном газах с низкой теплотой сгорания
МДж/м3)
Горелки типов В и Н имеют 20 типоразмеров с диаметром выходного насадка d от 15 до 235 мм. Горелки обоих типов с d < 75 мм выполняются с неохлажденными водой насадками. Горелки с d > 75 мм выполняются с охлаждаемыми водой насадками. Это расширяет их диапазон регулирования, так как уменьшается вероятность проскока пламени в смесительную часть. Горелки типа П имеют 11 типоразмеров с d от65 до 270 мм. Все они выполняются с охлажденными водой насадками.
В табл. 14.3 приведены данные по горелкам типа В, прошедшим государственные испытания на природном газе и рекомендованным для изготовления и применения в туннельных и нагревательных печах.
Для сжигания природного газа в промышленных печах служат горелки среднего давления с пластинчатыми стабилизаторами типа ИГК конструкции Мосгазпроекта. Горелки работают в диапазоне давлений газа 2,94-58,8 кПа. При нормальной работе горелок стабилизатор охлаждается газовоздушной смесью, благодаря чему срок службы его достаточно велик.
При включении горелки нельзя закрывать воздухорегулировочную шайбу во избежание перегрева стабилизатора. Эксплуатация горелок показала, что они спокойно зажигаются с полностью открытыми устройствами для подвода воздуха. К положительным качествам этих горелок следует отнести то, что сразу же после включения они могут работать с полной нагрузкой, так как не нужно прогревать туннель.
Модернизированные эжекционные горелки ИГК-М помимо уменьшения габаритов и массы при той же производительности отличаются простотой изготовления. Снижение уровня шума при расходах газа свыше 50 м3/ч достигается путем использования многосопловых аппаратов. Характеристики горелок ИГК приведены в табл. 14.4.
Таблица 14.3
Эжекционные горелки института Стальпроект
| Типоразмер | Номинальная тепловая мощность, МВт | Коэффициент рабочего регулирования | Типоразмер | Номинальная тепловая мощность, МВт | Коэффициент рабочего регулирования |
| В-15 | 0,014 | 7,6 | ВП-15 | 0,013 | 7,6 |
| В-18 | 0,024 | 7,0 | ВП-18 | 0,022 | 9,0 |
| В-21 | 0,032 | 7,0 | ВП-21 | 0,029 | 9,0 |
| В-24 | 0,039 | 7,0 | ВП-24 | 0,035 | 9,0 |
| В-28 | 0,053 | 7,0 | ВП-28 | 0,049 | 9,0 |
| В-32 | 0,074 | 7,0 | ВП-32 | 0,067 | 12,5 |
| В-37 | 0,099 | 7,0 | ВП-37 | 0,082 | 9,0 |
| В-42 | 0,124 | 7,0 | ВП-42 | 0,113 | 8,0 |
| В-48 | 0,163 | 6,0 | ВП-48 | 0,148 | 8,0 |
| В-56 | 0,226 | 5,0 | ВП-56 | 0,201 | 7,0 |
| В-65 | 0,279 | 4,0 | ВП-65 | 0,270 | 6,0 |
| В-75 | 0,407 | 4,6 | ВП-75 | 0,370 | 3,2 |
| В-86 | 0,523 | 3,0 | ВП-86 | 0,488 | 4,0 |
| В-100 | 0,710 | 2,0 | ВП-100 | 0,640 | 3,0 |
Таблица 14.4
Эжекционные горелки Мосгазпроекта
| Типоразмер | Номинальное давление газа, кПа | Номинальная тепловая мощность, МВт | Коэфф. рабочего регулирования n | Относительная длина факела L/d | Коэффициент избытка воздуха |
| ИГК-1-6М | 66,5 | 0,08 | 2,8 | 2,2 | 1,02 |
| ИГК-1-15 | 68,6 | 0,21 | 4,0 | 8,0 | 1,01-1,07 |
| ИГК-1-25М | 68,6 | 0,44 | 4,0 | 7,0 | 1,06-1,08 |
| ИГК-1-35 | 68,6 | 0,5 | 4,5 | 6,5 | 1,03 |
| ИГК-4-50М | 68,6 | 0,88 | 4,0 | 7,8 | 1,03-1,05 |
| ИГК-4-100М | 68,4 | 1,56 | 5,0 | 6,0 | 1,01 |
| ИГК-4-150М | 62,7 | 2,26 | 6,2 | 2,1 | 1,03-1,1 |
При правильном выборе основных конструктивных размеров эжекционные горелки среднего давления работают без потерь тепла от химической неполноты сгорания в широком диапазоне изменений тепловых нагрузок. Необходимо только определить отношение площади входного сечения смесителя к площади газового сопла, обеспечивающего поступление необходимого для полного сгорания количества воздуха.
ЛЕКЦИЯ 15
Дата добавления: 2015-12-22; просмотров: 3945;