Горелочное устройство

9. УПРАВЛЕНИЕ ГОРЕЛОЧНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ

Процесс управления горелочными устройствами включает в себя операции пуска (растопки), останова и изменения нагрузки котла, а также некоторые операции защиты при аварийных ситуациях. 132

9. Управление горелочными устройствами...... 132

Большое количество балансовых опытов, проведенных на этом котле бригадой ВТИ и ЦЭМ, показало, что каменные угли типа донецкого газового угля можно надежно и экономично сжигать в шахтно-мельничных топках, оборудованных такими горелками. Показатели тепловой работы этого топочного устройства не хуже полученных при сжигании таких углей в пылеугольной топке с шаровыми или среднеходовыми мельницами. Учитывая, что шахтно-мельничная топка с горелочными устройствами значительно проще, чем пылеугольное топочное устройство с шаровыми или среднеходовыми мельницами, а износ мелющих элементов невелик (смена всех бил 1 раз в месяц), целесообразно применять также шахтно-мельничные топки для сжигания каменных углей (типа газового донецкого) для средних и крупных установок, при этом удельный расход электроэнергии на размол не превышает 27 кет -ч/т. Более значительной интенсификации тепловой работы объема топки и повышения экономичности процесса при сжигании пылеуголь-ного топлива можно достигнуть при применении двухка-

сбила этих коллекторов в поток воздуха через отверстия диаметром 6,5 и 15 мм со скоростью до 90 м/сек. Одна часть необходимого для горения воздуха подается через эжекционные сопла, другая через воздуховод и-головку сепарационной шахты. При сжигании газа молотковые мельницы отключаются закрытием шиберов в сепара-ционных шахтах. После реконструкции котлоагрегаты устойчиво и экономично работали на фрезерном торфе; средний к. п. д. составлял 88,6% —близкий к проектному. При переходе на газообразное топливо номинальная паропроизводительность котлоагрегата повышалась на 20%, а к. п. д. на 5—6,5%. Увеличение к. п. д. котлов при работе на газе по сравнению с расчетными является следствием отсутствия потерь с химическим недожогом и уменьшения потерь с уходящими газами за счет уменьшения избытка воздуха в топке. На котле были также проведены опыты по совместному сжиганию фрезерного торфа и газа. Результаты опытов подтвердили целесообразность совместного сжигания природного газа и фрезерного торфа в комбинированных горелочных устройствах. При раздельном сжигании (подача газа на горелки только одной мельницы) ухудшаются условия перемешивания топлива с воздухом и увеличивается химический недожог. При совместном сжигании даже при более низких коэффициентах избытка воздуха (а=1,15-^ 1,21) химического недожога не наблюдалось. Опытами установлено, что минимально допустимая доля газа в смеси топлива по количеству выделяющегося тепла из условия поддержания безопасного давления в газопроводе перед горелками не менее 40 мм вод. ст. составляет 0,37—0,2. Максимально возможная доля газа в смеси для данного типа горелочных устройств с молотковыми мельницами составляет 0,46—0,6 и лимитируется температурой аэросмеси в шахтах мельниц. В настоящее время большое количество котлов электростанций систем Калининэнерго и Белоруссэнерго снабжено по проектам ПКК треста Центроэнергомонтаж указанными комбинированными горелочными устройствами и успешно эксплуатируется в течение ряда лет как на природном газе, так и на фрезерном торфе. В отличие от природного газа при сжигании мазута особо важное значение имеет процесс распыливания, так как в зависимости от качества последнего увеличивается поверхность испарения и улучшаются условия образования смеси частиц горючего

Автоматика «Кристалл» может применяться как в паровых, так и в водогрейных котлах, оборудованных газо-горелочными устройствами, работающими на газе низкого и среднего давления. Комплект регулирующих электрических и электронных приборов автоматики «Кристалл» собран в одном блоке и поставляется вместе со щитом регулирования.

При смешанном движении факелы направлены навстречу друг другу (один против другого или вразбежку). Часть отводных каналов располагается на одной стене с горелочными устройствами, а часть каналов — на противоположной стороне. Продукты горения от факелов частично уходят через отводные каналы, расположенные против горелок (прямоточное движение), и частично через отводные каналы, расположенные рядом с горелками (рециркуляционное движение).

Для обеспечения равномерной по объему температуры необходимо интенсивное перемешивание газов, заполняющих рабочее пространство печи, и создание таких условий, при которых отдельные факелы, образуемые горелочными устройствами, возможно быстрее теряли бы свою индивидуальность, сливаясь в общую массу пламени, заполняющего печь. Для этого необходимо, чтобы топливо подавалось через большое число малых горелок, равномерно распределенных по стенам печи. Так как в нижнюю часть рабочего пространства всегда легче поступает холодный атмосферный воздух, то нижние горелки следует располагать чаще или делать более мощными.

Рис. 159 служит иллюстрацией схем печей, где рециркуляция осуществляется за счет энергии, вносимой горелочными устройствами. На рис. 159, а изображена схема печи, отапливаемой с помощью атмосферных горелок. Последние подсасывают некоторое количество возврата из нижней части рабочего пространства, в результате чего организуется рециркуляция газов. На рис. 159, б изображена схема печи, в которой с помощью

Для теплофикационных турбин мощностью до 25 МВт запроектирован ВПГ паропроизводительностью 120 т/ч с параметрами пара 100 ата, 540° С [57]. Парогенератор (рис. 69) состоит из топочной камеры с горелочными устройствами, испарительного конвективного пакета и пароперегревателя. Топочная камера цилиндрической формы экранирована испарительными трубами диаметром 57x5 мм. Конвективная шахта выполнена прямоугольной.

3-33. Д у б о в с к и и X. Н., Н а з а р е н к о В. С., Исследование работы топки котла ТП-50 (ТП-240-1) с различными горелочными устройствами, Информ. письмо № 183 (131-2), ЦБТИ, 1957.

Относительно небольшие молотковые мельницы, устанавливаемые к котельным агрегатам паропроизводительностью от 35 до 230—325 т/ч, предназначенным для сжигания бурых углей и торфа, обычно работают в сочетании с довольно примитивным сепаратором гравитационного типа (рис. 22-4), который выполняют в виде прямоугольной вертикальной шахты 2 из листовой стали, высотой 4—8 м и более в зависимости от производительности мельницы. Сепарация пыли в шахте осуществляется под действием силы тяжести. Более тонкие и легкие частицы топлива выносятся из мельницы / в шахту 2 и из нее непосредственно в топку через амбразуру 5 или особое горелочное устройство. Более тяжелые, недостаточно размолотые частицы топлива выпадают из шахты в мельницу для дальнейшего размола. Вторичный воздух, необходимый для горения, подается в топку из воздухопроводов 3 через шлицы 4'.

В этих установках сырое топливо из бункера подается питателем в нижнюю часть шахты, расположенной над мельницей, или при установке сепараторов иного типа (см. рис. 22-4,6 и 22-4, в) непосредственно в мельницу. Подсушка топлива происходит в процессе размола в мельнице горячим воздухом, подаваемым дутьевым вентилятором из воздухоподогревателя. Готовая пыль из шахты или сепаратора иного типа выносится в топку через амбразуру или более сложное горелочное устройство, а крупные недомолотые частицы его возвращаются в мельницу. Необходимое для полного сгорания топлива количество дополнительного воздуха подается в топку в качестве вторичного через шлицы, размещенные над амбразурой и под ней, или через те или иные каналы го-релочного устройства.

ходным патрубком, по которому рабочий газ подводится к турбине. Для предохранения корпуса, изготовленного из углеродистой стали, от воздействия высокой температуры факела внутрь его концентрически вставлены экран 11 и жаровая труба 10. В конце жаровой трубы установлен шестилопастной смеситель 12, предназначенный для перемешивания продуктов сгорания с потоком вторичного воздуха. Фронтовое устройство 7 с завихрителями 4 и 6 размещается в начале камеры сгорания. Завихритель вторичного воздуха 9 с небольшим зазором свободно входит в обечайку жаровой трубы. В конце малого завихрителя 4 первичного воздуха устанавливается горелочное устройство, которое состоит из основной 1 и дежурной 2 горелок с воспламенителем.

Кольцевая камера сгорания размещена между радиальным диффузором компрессора и обоймой турбины высокого давления в общем корпусе турбоагрегата. Она дискового типа, состоит из двух полукольцевых частей с горизонтальным разъемом. Горелочное устройство камеры состоит из цилиндрических регистров, равномерно расположенных по окружности с установленными в них горелками типа „грибок". Горелки присоединены к кольцевому трубчатому коллектору изогнутыми трубками со штуцерными разъемами. Коллектор топливного газа выполнен разъемным и оснащен одним газопроводящим патрубком и двадцатью отводами с установленными в них дроссельными шайбами диаметром 7 мм.

Горелочное устройство состоит из шести основных и одной дежурной горелок, двух воспламенителей. Основные горелки расположены по окружности и соединены общим кольцевым коллектором, подводящим газ. Дежурная горелка расположена в центре и конструктивно объединена с двумя воспламенителями. Основная горелка состоит из головной части, топливопроводящей трубы и фланца для крепления горелки к крышке камеры сгорания. Фронтовое устройство предназначено для подачи первичного воздуха в зону горения, смешения его с газовым топливом и стабилизации факела на всех режимах работы. Вихревой смеситель предназначен для смешения продуктов сгорания с вторичным воздухом и получения достаточно равномерного поля температур на выходе из камеры сгорания. Корпус камеры и крышка образуют прочный каркас, воспринимающий внутреннее давление воздуха. Корпус представляет собой цилиндрический барабан с двумя врезанными в него овальными, переходящими в круглые патрубками, заканчивающимися фланцами. По этим патрубкам в камеру подводится воздух. Крышка является днищем корпуса и состоит из штампованной овальной части и фланца для соединения с корпусом камеры. На крышке располагают наварыши для крепления горелок и кольцевой коллектор основного газа с двумя входными патруб- • ками.

5. Горелочное устройство в сочетании с топкой должно обеспечить экономичное сжигание топлива без сепарации пыли, с наименьшим выделением вредных выбросов.

дольный шаг s2=36 мм. Площадь поверхности нагрева этого пакета составляет Яэ=108 м2. При номинальной нагрузке парообразование на выходе из экономайзера составляет около 7%. При меньших нагрузках вода после экономайзера не кипит. Вторым по ходу • газов устанавливается трубчатый воздухоподогреватель с ОДНОХОД01ВЫМ потоком воздуха, выполненный из труб 0 40X1,5 мм с площадью поверхности нагрева Я„.п=258 м2. Трубы высотой Я=1650 мм установлены с поперечным шагом s\ = =75 мм и продольным шагом s2=45 мм. В целях уменьшения гидравлических потерь по воздушному тракту количество воздуха, пропускаемого через воздухоподогреватель, не должно превышать 50% максимального количества, остальной воздух, регулируемый шибером, можно направлять непосредственно в качестве вторичного в горелочное устройство. Под воздухоподогревателем устанавливается первый по ходу воды пакет

/ _ горелочное устройство; X — пароперегреватель; 3 —водяной экономайзер;

На рис. 6-8 представлена ротационная форсунка, в которой не только первичный, но и вторичный воздух организованно подается через горелочное устройство. В качестве привода служит электродвигатель /. Жидкое топливо подается во вращающийся стакан 2, на выходе из которого распыленное топливо встречается с первичным воздухом, подаваемым встроенным вентилятором 3 через щель 4. Весь воздух, необходимый для горения (вторичный), поступает через кольцевую щель 5 в горловине форсунки. Сопротивление вторичного воздуха при этом составляет 40 мм вод. ст., а первичного 300 мм вод. ст., давление жидкого топлива рекомендуется 0,5 кГ/см2. Мощность этой форсунки, как и описанной выше, достигает 3000 кг/час.

Рис. 6-8. Ротационная форсунка с подачей вторичного воздуха через горелочное устройство.

ных из жаропрочной стали марки 1Х18Н12Т. Горелка работает достаточно надежно на протяжении более 2 лет. На рис. 4-11 представлено горелочное устройство МЭИ для сжигания газа в тонких плоских струях