Все самое важное здесь!
ПОДПИСКА PRO ПБ
Мобильное приложение "Пожарная безопасность"
youtube dzen youtube vk instagram rutube
Пожарный календарь
Баннер ПОЖСОФТ 2024 3121х506 с токеном (на размещение2).jpg
УЦ ПРО ПБ с 01-30.11.png
баннер (1).jpg

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ГОРЕЛКИ

Дата актуализации статьи: 04.07.2022 10:46:00 04.07.2022
прослушать текст

Бытовые потребители в России используют около 11 % всего природного газа. Еще 8 % приходится на коммунально-бытовые объекты, прежде всего котельные, отапливающие жилой сектор. Но львиную долю, 81 % газа, сжигают другие объекты: энергетические котлы ТЭС и ТЭЦ, металлургические, стекловаренные и цементные печи, другие газоиспользующие установки. В них применяют мощные промышленные горелки. Да и в большинстве коммунальных котельных используются газогорелочные устройства мощностью более 100 кВт, которые можно отнести к промышленным.

Вышеназванные горелки можно классифицировать по нескольким признакам. Одним из важнейших является способ подачи воздуха на горение. У диффузионных горелок он поступает непосредственно в топку за счет естественной тяги либо подается вентилятором. То есть в самом газогорелочном устройстве находится чистый газ. Другой способ образования газовоздушной смеси — инжекция воздуха газом. Его используют атмосферные горелки, которые были рассмотрены в этой статье. Они работают на газе низкого давления, поэтому подсасывают только часть воздуха, необходимого для горения. Чтобы обеспечить инжекцию всего воздуха, необходимого для горения, используют газ среднего давления. Он имеет достаточно энергии для того, чтобы обеспечить образование газовоздушной смеси с небольшим коэффициентом избытка воздуха α, равным 1,05–1,1.

И диффузионные, и инжекционные горелки объединяет одна конструктивная особенность: в них не используется вентилятор, подающий воздух на горение.

Диффузионные горелки


Рис. 1. Принцип работы диффузионной горелки 

В диффузионных горелках воздух поступает к фронту горения за счет диффузии из окружающего пространства. Такая горелка небольшой мощности представляет собой трубу, заглушенную с одного конца (рис. 1). С другой стороны монтируется запорное устройство, регулирующее подачу газа. В трубе сверлятся отверстия для газа. Струи топлива, выходя из отверстий, смешиваются с окружающим воздухом, который обычно поступает за счет естественной тяги, но в ряде случаев подается в топку вентилятором.

Подовые щелевые горелки используются на промышленных котлах. Они широко применялись на начальных этапах газификации при переводе чугунных секционных и стальных водотрубных котлов с твердого топлива на газообразное.

Конструктивно подовая горелка — это труба диаметром до 50 мм, в которой просверлены два ряда отверстий, расположенных под углом 90°. Ее размещают над колосниковой решеткой в кирпичном канале, выполненном в виде щели. Возможно расположение непосредственно на поду котла, отсюда название «подовые». Газ из коллектора выходит в топку, в которую из-под колосниковой решетки поступает воздух. Газообразное топливо смешивается с воздухом в щели, в которой начинается горение и продолжается в объеме топки.

Диффузионные горелки в сравнении с другими типами требует увеличенного коэффициента избытка воздуха. Могут давать неполное сгорание газа из-за усложненных условий догорания газа в хвостовой части факела.

К преимуществам диффузионных горелок можно отнести равномерную температуру по всей протяженности факела. У них не бывает проскока пламени внутрь горелки, так как в коллекторе находится газ, а не газовоздушная смесь.

Немного про рекуперацию

В отдельных случаях только диффузионные горелки обеспечивают оптимальное сжигание газа. Их применяют на промышленных печах, в которых воздух, идущий на горение, нагревается до температуры, превышающей температуру самовоспламенения природного газа.

Дело в том, что коэффициент полезного действия печей невысок и составляет 20–30 %. Напомню, что в котельных установках КПД более 90 %. Низкая эффективность использования газового топлива обусловлена высокой температурой дымовых газов. Для использования уходящего в атмосферу тепла за топками промышленных печей устанавливают рекуператоры, в которых продукты сгорания нагревают идущий на горение воздух. Температура последнего может достигать 700–800 °С. Если такой воздух перемешать с газом внутри горелки, то газовоздушная смесь тут же воспламенится.

Инжекционные горелки среднего давления

В отличие от атмосферных горелок, рассмотренных ранее, инжекционные горелки среднего давления благодаря повышению давления газа обеспечивают инжекцию всего воздуха, необходимого для горения (рис. 2). Можно сказать, что весь воздух, необходимый для горения, является первичным. Сжигание газа происходит в коротком слабосветящемся факеле.


Рис. 2. Принцип работы инжекционной горелки среднего давления

Тепловая мощность инжекционных горелок среднего давления обычно не превышает 2 МВт.


Рис. 3. Инжекционная горелка Казанцева

В конструкцию ИГК, инжекционной горелки Казанцева (рис. 3), входит регулятор первичного воздуха, сопло, смеситель, который заканчивается пластинчатым стабилизатором. Газ подсасывает в смеситель весь воздух, необходимый для горения. Регулятор, кроме основной функции — изменения подачи первичного воздуха, также глушит шум, который возникает из-за высокой скорости газовоздушной смеси. К его внутренней поверхности приклеивается шумопоглощающий материал. В регуляторе выполнено смотровое окно, служащее для наблюдения за процессом горения и целостностью стабилизатора.

Устойчивая работа инжекционных горелок среднего давления невозможна без специальных устройств — стабилизаторов. Они защищают от отрыва и проскока пламени. В первом случае факел удаляется от горелки и тухнет. Во втором — горение происходит внутри горелки. Пластинчатый стабилизатор горелки ИГК обеспечивает устойчивую работу в широком диапазоне нагрузок. Он состоит из стальных пластин толщиной 0,5 мм при расстоянии между ними 1,5 мм. Пластины стабилизатора стягиваются между собой телами плохо обтекаемой формы — стальными стержнями. Они создают на пути газовоздушной смеси зону обратных токов горячих продуктов сгорания и непрерывно поджигают газовоздушную смесь.

Интересный факт: горелку ИГК разработал Флорентий Флорентьевич Казанцев, который в 1956–1987 годах трудился инженером-конструктором газового оборудования в институте «Мосгазпроект». Талантливый газовик также изобрел системы автоматического регулирования и безопасности типа АПВ и ПМА для водогрейных котлов, регуляторы давления газа РДУК (регулятор давления универсальный Казанцева) и РДБК (регулятор давления блочный Казанцева), предохранительный клапан Казанцева (ПКК-40М).

К недостаткам ИГК можно отнести большие размеры смесителя. Горелка относительно котла выступает внутрь котельной. Причина: наличие одного сопла, из-за чего смешение газа с воздухом происходит медленно. При работе ИГК шумит, что утомляет сотрудников.




Читать все статьи с меткой:


  • Комментарии
  • Задать вопрос специалисту
В разделе:
Читай также
В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии. По подписке
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. По подписке

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. 

S-2244 (А018)
просмотры5372
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт