Конструкции газомазутных горелок, применяемых на котлах за рубежом

Много общего с приведенными отечественными конструкциями имеют горелки, разработанные за рубежом (рис. 2.4.24).

Горелка, разработанная в Германии, имеет три ступени регулирования скорости воздуха в устье (рис. 2.4.24, а). Она состоит из двух соосно расположенных горловин в форме труб Вентури с возможностью регулирования расхода периферийного потока воздуха перемещением осевого цилиндрического шибера.

Преимущество горелки - возможность более точного измерения расходуемого количества воздуха и нормальная работа горелки при снижении ее производительности до 10 %. Отсутствие закрутки потоков и средств регулирования в центральном потоке, однако, ограничивают область применения горелок этого типа. Наиболее целесообразным является их использование в котлах со встречной компоновкой горелочных устройств.

Рис. 2.4.24. Газомазутные горелки, разработанные за рубежом: I - воздух; II - газ; III - мазут

Горелка фирмы Штайнмюллер (Германия) типа L имеет регулируемое сечение (до 1/6) горловины для ввода закрученного воздуха I (рис. 2.4.24, б). Преимущество горелки - возможность сохранения скоростей воздуха у корня факела при снижении производительности; основной недостаток - отсутствие регулирования интенсивности крутки потоков.

Газомазутные горелки фирмы Бабкок-Вилькокс предназначены для котлов с паропроизводительностью 1500...2000 т/ч, с расходами по мазуту 5000, 6000 и 7000 кг/ч. В горелке, представленной на рис. 2.4.24, в, воздух I на горение поступает через два коаксиальных сопла Вентури. Скорость воздуха на срезе сопел 60.70 м/с. Мазут с давлением 1,2.2,1 МПа распыливается паровой Y-форсункой.

Газ II подается через патрубок и кольцевой коллектор. На конец защитной трубы насажен осевой лопаточный завихритель для стабилизации пламени. Угол установки лопаток завихрителя к оси горелки 45°. Через завихритель подается 20.25 % воздуха. При работе горелки на пониженной нагрузке подача воздуха через сопло перекрывается барабанным шибером.

Воздух на горелки поступает из общего воздушного короба. Его расход фиксируется по перепаду давлений между импульсными точками, расположенными в воздушном коробе и в узком сечении сопла Вентури.

В другой горелке этой фирмы проточная часть выполнена в виде трубы Вентури (рис. 2.4.24, г). По центру трубы размещена защитная труба, внутри которой находится форсунка. На конец защитной трубы насажен осевой лопаточный завихритель, служащий для стабилизации пламени. Угол установки лопаток 45°. Через сечение завихрителя проходит 20...25 % воздуха, необходимого для горения. Остальная часть воздуха идет прямотоком.

Скорость воздуха на выходе из горелки принимается до 60.70 м/с. Благодаря отсутствию закрутки воздушного потока в корпусе горелки "Вентури" удобно использовать перепад давлений между коробом и пережимом горелки в качестве сигнала расхода. Горелки размещают в общем воздушном коробе. С помощью кольцевого шибера на входе в горелку можно производить перераспределение воздуха по отдельным горелкам и его подрегулировку. На входе в горелку устанавливают сетку с размером отверстий 25.30 мм.

Для комбинированного сжигания мазута и газа в горелке размещают газовые насадки, головки которых имеют отверстия малого диаметра, через которые происходит истечение газа. Головки располагают в кольцевом зазоре на равных расстояниях. Количество газовых насадок 8 – 12.

Фирма Бабкок-Вилькокс выполняет амбразуры путем развода экранных труб. Срез горелки типа "Вентури" при установке не выходит за пределы труб. Обмазка амбразуры огнеупорным составом не производится. Для распыления жидких топлив фирма применяет многосопловые паровые форсунки Y-типа.

Газомазутная горелка фирмы Пиллард предназначена для котлов средней и большой мощности, пропускная способность ее по жидкому топливу до 5 т/ч; обеспечивает сжигание топлива с избытками воздуха на выходе из топки 1,01…1,015.

Горелка имеет трехзонную подачу воздуха (рис. 2.4.25): через центральный завихритель - диск с профрезерованными по периферии узкими щелями под углом 40° к оси перед аксиальным лопаточным завихрителем факельной коробки 1, через аксиальный лопаточный завихритель факельной коробки и через тангенциально-лопаточный завихритель 7 между гиперболоидной трубой и коническим дефлектором 4.

Рис. 2.4.25. Газомазутная горелка фирмы Пиллард: 1 - факельная коробка; 2 - гиперболоидная труба; 3 - форсунка; 4 - дефлектор; 5 - газовый насадок; 6 - кольцевой шибер; 7 - тангенциально-лопаточный завихритель; 8 - перфорированная обечайка; 9 - сегментный шибер

Воздух, поступающий в факельную коробку 1, регулируется сегментным шибером 9, а поступающий в тангенциальнолопаточный аппарат 7 - кольцевым шибером 6. Аксиальный завихривающий аппарат факельной коробки состоит из 24 лопаток, расположенных под углом 25° к оси горелки.

Крутка воздуха центрального и аксиально-лопаточного завихрителей выполнена в разные стороны. Количество воздуха, поступающего из центрального завихрителя непосредственно к головке форсунки, составляет 6 %, через аксиально-лопаточный завихритель - 24 %, а через тангенциально-лопаточный аппарат - 76 %. С помощью механизма поворота лопаток можно менять угол установки лопаток завихрителя 7 от 16 до 60° (от радиального направления). Тяги регулирования выведены на панель горелки.

Скорость воздуха на выходе из горелки составляет 60 м/с, сопротивление горелки 1,5…2 кПа. Амбразура горелки и выходная труба 2 профилируются является пережимом амбразуры. Угол раствора входного конфузора и выходного диффузора 30°.

В горелке используется центробежная форсунка со сливом. Диапазон регулирования горелки при работе с малыми избытками воздуха 100…25 % при практически неизменном давлении топлива перед форсункой и постоянном угле факела 85°. Давление топлива перед форсункой 3,5 МПа. Вязкость мазута (2…2,5° ВУ) автоматически поддерживается перед форсункой с помощью вискозиметра.

После отключения подачи топлива форсунка продувается паром с давлением 1,0…1,4 МПа (в течение 1 мин), из горелки не убирается и охлаждается паром с давлением 0,3 МПа.

Горелки фирмы Интернешнл Комбасчн (Великобритания) для газомазутных котлов имеют производительностью до 4,53 т/ч по мазуту. На рис. 2.4.26 показана прямоточновихревая газомазутная горелка со стальной амбразурой круглого сечения и центральным расположением форсунки.

Рис. 2.4.26. Газомазутная горелка фирмы Интернешнл Комбасчи: 1 - ствол форсунки; 2 - газораздающая труба; 3 - запальник; I - воздух; II - газ

На форсуночной трубе укреплен осевой завихритель с углом установки профилированных лопаток 45° толщиной 5 мм. Через сечение завихрителя проходит до 35_40 % воздуха, а остальная часть идет прямоточно. Скорость воздуха на выходе из горелки составляет 60_70 м/с.

Газораздающий кольцевой коллектор размещен на панели горелки: к коллектору приварены десять газовых отводов с насадками. Головки газовых насадок подведены к центральной части регистра. На горелке имеются отверстия для запальника и фотоэлемента - регистратора пламени, а также смотровые лючки.

Необходимо отметить, что такой подвод газа в регистр непосредственно не является рациональным, так как приводит к обгоранию лопаток, и фирма перешла к изготовлению горелок, у которых газовый коллектор расположен внутри корпуса горелки, перед завихрителем, а газообразное топливо через 8 - 12 трубок поступает в кольцевой канал вокруг регистра.

Форсунки механического распыливания с рециркуляцией рассчитаны на рабочее давление 3,16 МПа. Диапазон регулирования по производительности 100...25 % достигается изменением давления на сливе. Форсунка комплектуется вместе с пятиходовым клапаном, который обеспечивает непрерывную прокачку мазута как в рабочем режиме, так и в режиме рециркуляции. Характерной особенностью этой форсунки является игольчатый запорный клапан.