Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Обслуживание газового хозяйства предприятий

Инжекционные горелки низкого давления


Инжекционные горелки низкого давления

Инжекционные горелки низкого давления являются горелками неполного или частичного смешения. Эти горелки работают на газе низкого давления, и количество подсасываемого в них газом первичного воздуха составляет только часть — 30—60% от всего количества воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Струя газа под давлением поступает из газопровода в горелку через сопло, в инжектор горелки с большой скоростью, при этом газ захватывает с собой воздух, в результате чего в инжекторе смесителя создается разрежение, благодаря которому и происходит подсос в него окружающего воздуха и смешение его с газом. Далее газовоздушная смесь проходит через горло смесителя (узкая часть), выравнивающее струю смеси, и затем переходит в его расширяющуюся часть — диффузор, где скорость смеси снижается, а давление ее возрастает.

Из диффузора газовоздушная смесь поступает в коллектор и через отверстие в его плите выходит из горелки и сгорает в виде ряда маленьких факелов голубовато-фиолетовым пламенем с внутренним конусом зеленовато-голубого цвета, что характеризует полное сгорание газа. Количество первичного воздуха, засасываемого струей газа в горелку, регулируется при помощи диска или шайбы, вращающейся на резьбовой поверхности сопла.

Рис. 1. Инжекционная горелка низкого давления:
1 — газовое сопло; 2 — смеситель; 3 — регулятор первичного воздуха (шайба); 4 — горелочные отверстия.

При вращении шайбы вправо расстояние между шайбой и инжектором смесителя будет уменьшаться, сокращая поступление воздуха; при вращении шайбы влево (от себя) поступление воздуха будет увеличиваться.

При уменьшении подачи первичного воздуха скорость горения смеси будет снижаться, а пламя увеличиваться, и кончики факелов пламени станут желтого цвета. Этот момент будет соответствовать наименьшей подаче первичного воздуха, при которой пламя становится светящимся.

При дальнейшем уменьшении подачи первичного воздуха пламя увеличится в несколько раз и целиком станет светящимся желто-соломенного цвета. Хотя такое пламя и обладает большой отдачей тепла путем излучения, однако в этом случае получить полное сгорание газа будет труднее и возможно только при больших избытках воздуха и при обязательном условии, что пламя не будет касаться стенок котла. При этом пламя должно быть светло-соломенного цвета.

Потемнение пламени и появление наего концах красноватого оттенка и копоти — показатели явно неполного горения, что приводит к большому перерасходу газа и оседанию сажи на поверхности нагрева котла.

При увеличении подачи первичного воздуха больше нормальной пламя уменьшится, станет более прозрачным и начнет отрываться от горелки; при этом горелка будет сильнее гудеть. Отрыв пламени бывает неполный, когда газовоздушная смесь горит на некотором расстоянии от горелки. При таком горений газа неизбежно получается большой химический недожог с образованием окиси углерода.

При полном отрыве пламени наступает опасное положение, когда возможно загазование топки дымоходов котла.

Поэтому работа горелок хотя и должна проводиться при возможно большей подаче первичного воздуха, допускаемой для данной горелки, однако не на такой подаче, при которой работа горелок становится неспокойной и появляется опасность проскока и отрыва пламени от горелки, тем более, что отрыву пламени может способствовать увеличение давления газа перед горелкой и силы тяги в топке.

Инжекционные горелки неполного смешения низкого давления, так же как и другие инжекционные горелки, имеют свойство саморегулировки, т. е. обеспечивают постоянство пропорции между количеством поступающего в горелку газа и количеством подсасываемого ими первичного воздуха. Предположим, например, что горелка работает на каком-то давлении газа и подсасывает на каждый 1 м3 поступающего в нее газа 3 м3 воздуха, т. е. в три раза больше, или, как говорят, горелка работает с коэффициентом инжекции, равным 3. Если при неизменном положении воздушной шайбы горелки давление газа повысится на входе в нее, то с увеличением поступления газа количество воздуха, засасываемого в горелку, будет в 3 раза больше. Таким образом, пропорция между газом и воздухом, или коэффициент инжекции, не изменится, и качество сгорания газа не ухудшится.

Отсюда следует, что если подача воздуха в горелку при помощи шайбы будет отрегулирована по цвету пламени или показанию газоанализаторов на полное сгорание газа и горелка работает спокойно, без шума, то дальнейшее изменение ее нагрузки можно производить, увеличивая или уменьшая только подачу газа при помощи крана или задвижки, не меняя положения воздушной шайбы.

Однако повышать давление газа перед горелкой выше установленного для данной горелки верхнего предела недопустимо во избежание отрыва пламени от горелки. Нельзя допускать и снижения его давления ниже разрешаемого, что немедленно приведет к проскоку пламени в горелку.

Изменяя режим работы горелки, необходимо следить за устойчивостью ее пламени, так как на характер горения газа в горелках неполного смешения низкого давления влияет не только количество подаваемого в нее первичного воздуха, но и количество вторичного воздуха, поступающего в топку, и изменение силы тяги. Так, например, с увеличением силы тяги в топке увеличивается степень подсоса первичного воздуха, т. е. коэффициент инжекции, и наоборот. Отсюда возможен отрыв пламени от горелки или проскок пламени в нее. Следовательно, для сохранения устойчивой работы горелки, в зависимости от характера пламени, при изменении нагрузки горелки, возможно, придется изменить п силу тяги в топке или коэффициент инжекции, т. е. количество первичного воздуха по отношению к количеству поступающего в горелку газа, путем изменения положения шайбы.

Работа ннжекцнонных горелок низкого давления зависит от теплотворной способности газа. Как известно, с увеличением теплотворной способности газа требуется и большее количество воздуха для его сгорания, а следовательно, и первичного воздуха должно подсасываться в горелку больше. Для этого требуется более высокое давление газа на входе в горелку. Так, например, если при сжигании газа с низшей теплотворной способностью в 4000 ккал/нм3 достаточно давление газа перед горелкой в 63 мм вод. ст., то для газа с теплотворной способностью в 8400 ккал/нм* необходимо уже давление в 103 мм вод. ст.; при этом требуется и изменение размеров деталей горелки — сопла, иногда смесителя и т. д.

Небольшие изменения в теплотворной способности газа меньше влияют на работу указанных выше горелок, так как в них газ подсасывает только часть воздуха, необходимого для горения, а остальная часть (вторичный воздух) поступает в топку за счет силы тяги. Таким образом, изменяя количество вторичного воздуха, можно добиться удовлетворительного сжигания газа.

Увеличение удельного веса газа требует некоторого увеличения давления газа перед горелкой.

Горелки типа, указанного на рис. 1, получили большое распространение в отопительных секционных котлах, переоборудуемых с твердого топлива на газ.

При работе этих горелок на смеси сланцевого газа с природным, с общей калорийностью до 5000 ккал/нм3, они могут работать без смены газовых сопел, но при несколько меньшом давлении газа. Для перевода горелок, работающих на сланцевом газе на смешанный или природный газы, с калорийностью более 5000 ккал/нм3, необходимо сменить в них газовые сопла на другие с меньшим диаметром отверстия.

Для природного газа с теплотворной способностью в 8400 ккал/кг эти горелки рассчитаны на производительность от 3,6 до 6,4 нм3/час, и для попутного газа с теплотворной способностью 9800 ккал/час на производительность от 3,1 до 5,7 нм3/час давление газа перед горелками 80—100 мм вод. ст. Горелки этого типа устойчиво работают на давлении газа от 30 до 200 мм вод. ст., причем часть этих горелок вместо коллектора имеет на конце смесителей выходной насадок (головку) различной формы. Корпус горелок может быть литой из чугуна или сварной из стали, сопла делаются из бронзы, а остальные детали — из стали.

Инжекционные горелки низкого давления неполного смешения отличаются простотой устройства, обслуживание их несложно; они могут работать на низком давлении газа, не требуя специальной установки и затраты энергии на подачу первичного воздуха. Недостатком этих горелок является работа с повышенным избытком воздуха от а — 1,2 до а = 1,5 и нередко еще больше, особенно если вторичный воздух подводится не к пламени горелок, а поступает в топку неорганизованно через щели, отверстия для запальников, смотровые окна и т. д. В этих случаях возможна и значительная неполнота сгорания газа.

Следует иметь в виду, что правильно расположенные и хорошо сконструированные горелки низкого давления при умелом обслуживании могут работать с меньшим избытком воздуха (до а — 1,15) при незначительной потере на химический недожог.

Производительность инжекционных горелок низкого давления не превышает 25 нм3 для газов с теплотворной способностью До 4000 ккал/нм3 и 10—12 нм3/час для природных газов.

Инжекционные горелки неполного предварительного смешения часто называются факельными или атмосферными горелками.



Похожие статьи:
Проведение газоопасных ремонтных работ

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Обслуживание газового хозяйства предприятий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум