КОМБИНИРОВАННЫЕ ГОРЕЛКИ

Горючие газы являются одним из видов углеводородного топлива. Несмотря на все описанные ранее преимущества газогорелочных устройств, зачастую возникает необходимость, чтобы горелка могла сжигать два вида топлива: не только газообразное, но и жидкое либо твердое. Такие горелки называют комбинированными.

Жидкое горючее представлено нефтью и различными ее производными: дизелем, мазутом, печным топливом. В комбинированных горелках чаще всего используют мазут. С жидким топливом все более-менее понятно. Его можно впрыснуть в топку и поджечь. Но что делать с кусками угля? Ответ прост: их измельчают до пылевидного состояния и в таком виде подают для сжигания.

Мазут обычно применяют в качестве резервного топлива, которое необходимо при ограничениях в поставке газа. Недостаток природного газа возникает в периоды длительных похолоданий, а также при крупных авариях на магистральных или распределительных газопроводах. Чтобы его хватило коммунально-бытовым потребителям: жилым домам, отопительным котельным, — ряд теплоэлектростанций (ТЭС), теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), крупных промышленных предприятий переходит на резервное топливо.

В отличие от мазута измельченный уголь является основным топливом, применяемым на многих ТЭС. Слоевое сжигание угля в ряде случаев менее эффективно, даже при организации горения в кипящем слое.

Комбинированные горелки должны обеспечивать раздельное и совместное сжигание обоих видов топлива. При этом автоматические горелки должны обеспечивать безопасный и безостановочный переход с одного вида топлива на другой. В других случаях такой переход должен обеспечиваться организационными мерами.

Горение жидкого топлива

Процесс сжигания жидкого топлива отличается от сжигания газа. Газовое топливо состоит из молекул, которые при подаче через сопло хорошо смешиваются с воздухом. Жидкое топливо необходимо предварительно разбить на мелкие частицы минимального размера. Если этого не сделать, то будет горящая струя, как у огнемета (рис. 1), что позволяет нанести максимальный ущерб противнику. Но в этом случае имеется недогоревшее топливо. Для сжигания в топках необходимо, чтобы горение заканчивалось в коротком факеле.

Рис. 1. Струя огнемета

Источник: https://invoen.ru/wp-content/uploads/2020/02/F0.

Сжигание жидкого топлива проходит в несколько этапов:

- подача топлива и воздуха;

- распыливание топлива с образованием облака капель;

- формирование горючей смеси при смешивании воздуха и мелких частиц топлива;

- нагрев и испарение топлива;

- воспламенение и горение смеси.

Основное отличие от сжигания газообразного топлива — наличие этапа распыливания, когда происходит дробление струи с образованием аэрозольного облака, что ведет к резкому увеличению поверхности капель топлива, контактирующих с нагретой средой.

Немного про мазут

Мазут — высококалорийное топливо с низшей теплотой сгорания в пределах от 39,4 до 40,7 МДж/кг. Как было сказано ранее, его, так же как и СУГ, получают в процессе перегонки нефти после выделения из нее бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций. Кроме котлов и промышленных печей, этот продукт переработки находит широкое применение в качестве топлива для судовых установок. Интересный факт: флотский мазут используют около 80 % крупнотоннажных морских судов.

Свойства мазута зависят от состава нефти и технологии ее переработки. К основным характеристикам относятся: вязкость, температура вспышки и температура застывания. Мазут является вязким веществом. Для перемещения по трубопроводам мазут марки М40 подогревают до температуры 90–100 °С, а марки М100 — до 110–120 °С, что позволяет увеличить его текучесть. Необходимость нагрева является главной особенностью мазутного хозяйства предприятий.

Важной характеристикой мазутов является содержание в них серы: чем ее меньше, тем лучше. При значительном содержании при горении получаются газы, во взаимодействии с парами воды образующие серную кислоту, вызывающую коррозию поверхностей нагрева котла.

Мазутные форсунки

Качественное сжигания мазута возможно при его распыливании на мельчайшие капли, для чего служат форсунки различных конструкций: механические, с использованием распыливающей среды и комбинированные.

Механические форсунки устанавливают на котлах, для которых мазут — основное топливо. В них жидкое топливо распыливается двумя способами:

- при проходе через сопло с небольшим отверстием;

- при закручивании горючего за счет центробежных сил или при вращении узлов самой форсунки.

Рис. 2. Форсунка ротационная

Источник:  https://www.mashprom.com.ua/wp-content/uploads/2017/02/fmr1300.jpg.

Ротационная форсунка (рис. 2) имеет электродвигатель, который приводит во вращение распыливающий стакан. Внутрь последнего по топливной трубе подается мазут. Под действием центробежной силы он распределяется по рабочей поверхности стакана и сходит с переднего края в виде тонкой пленки, в дальнейшем разбивающейся на мельчайшие капли.

Форсунки с распыливающей средой используют пар с давлением 0,5–2,5 МПа или воздух. В форсунки высокого давления компрессором накачивается воздух давлением 0,3–0,6 МПа. В форсунках низкого давления воздух подается вентилятором с давлением 100–700 даПа. В комбинированных форсунках используют как энергию мазута, подаваемого под давлением, так и энергию распыливающей среды.

Газомазутные горелки

Одновременное либо раздельное сжигание двух видов топлива, жидкого и газообразного, обеспечивают газомазутные горелки. Они работают с принудительной подачей воздуха. При комбинированном сжигании мазут служит добавкой к газу, увеличивающей излучающую способность факела.

Низконапорная газомазутная горелка НГМГ (рис. 3) состоит из газовой, воздушной и жидкотопливной частей. Мазут подогревается и подается в паромеханическую форсунку. В ней имеются паровая и топливная трубы: по внутренней трубе подается жидкое топливо, по внешнему кольцу — пар для дополнительного распыления.

Рис. 3. Газомазутная горелка

Распыливающий воздух подается вентилятором через завихрители, что обеспечивает качественное образование аэрозольного облака из мельчайших капель мазута. Основное количество воздуха, необходимого для горения, поступает через лопаточные завихрители под давлением 100–150 даПа. Давление и расход распыливающего воздуха остается неизменным на всех режимах работы горелки. Объем воздуха на горение меняется в зависимости от расхода топлива.

Газ подается через специальный узел — полое кольцо с отверстиями по окружности. Их количество и диаметр зависят от производительности горелки. Например, при номинальной мощности горелки 1400 Мкал/ч выполняется 16 отверстий диаметром 7 мм. Расход газа составляет 165 м3/ч при давлении 350–400 даПа. 

В разделе:

Читай также

Больше популярных статей

ОПАСНЫЕ СВОЙСТВА ПРИРОДНОГО ГАЗА

В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии.

читать полностью

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ. МЕСТОРОЖДЕНИЯ РОССИИ

По запасам природного газа в традиционных месторождениях Российская Федерация занимает первое место в мире — около 50 трлн м3. В топливно-энергетическом балансе нашей страны он занимает ведущее место, обеспечивая более 55 % от общей потребности в энергоресурсах. В данной статье подробно расскажем о том, где именно находятся указанные месторождения.

читать полностью

СТАБИЛИЗАЦИЯ ПЛАМЕНИ

Стабилизация пламени в газовых горелках очень важна, поскольку ее нарушение может привести к пожару. В данной статье мы рассказываем, какими способами достигается стабилизация пламени, а также как предотвратить ее отрыв и проскок. 

читать полностью

S-2274 (А018)
1047