Горелки для котлов паропроизводительностью менее 20 кг/с

Газомазутные, короткофакельные горелки ГМГ-М предназначены в основном для котлов типа ДКВР (рис. 2.4.18). Горелки изготавливаются четырех типоразмеров мощностью 1,85; 2,44; 4,90; 8,20 МВт.

В горелках двухзонная подача воздуха: воздух распределен на первичный и вторичный (основной). На выходе из горелки вторичный воздух закручивается аксиальным воздухозакручивающим устройством с двенадцатью прямыми лопатками, расположенными под углом 45° к оси горелки. Первичный воздух закручивается аксиально-тангенциальным завихрителем, состоящим из 16 наклонных лопаток.

Рис. 2.4.18. Газомазутная горелка ГМГ-М: 1 - газовоздушная часть; 2, 5 - лопаточные завихрители вторичного и первичного воздуха; 3 - монтажная плита; 4 - керамический туннель; 6 - паромеханическая форсунка; 7 - стакан для установки ЗЗУ

При работе на мазуте шиберы первичного воздуха открыты полностью. Первичный воздух подается к корню факела (к головке форсунки) для поджигания топливовоздушной смеси. Доля первичного воздуха составляет 15...20 % общего количества воздуха. Вторичный воздух регулируется в зависимости от давления топлива шиберами вторичного воздуха. В горелке применены паромеханические форсунки.

Преимуществом этих горелок является сравнительно низкое сопротивление по воздуху, устойчивое горение топлива в широком интервале нагрузок с обеспечением сравнительно низких избытков воздуха на низких нагрузках.

Горелки типа ГМГБ разработаны ОАО "НПО ЦКТИ", выпускаются двух типоразмеров (рис. 2.4.19): ГМГБ-5,6 и ГМГБ-12 тепловой мощностью соответственно 6,4 и 14,2 МВт. Короткофакельная горелка однозонного подвода воздуха через тангенциальный лопаточный аппарат с профилированными лопатками используется с паромеханической форсункой. Завихритель воздуха с поворотными лопатками позволяет изменять параметр крутки воздуха, регулируя форму и длину факела в топке.

Рис. 2.4.19. Горелка типа ГМГБ: 1 - воздушный короб; 2 - ввод газа; 3 - газовый коллектор; 4 - завихритель воздуха с приводом; 5 - стабилизатор; 6 - форсунка; 7 - откидная крышка; 8 - направляющий конус (пережим)

При закрытом лопаточном аппарате подача воздуха на горелку полностью прекращается, что дает возможность осуществлять количественное регулирование: регулирование нагрузки котла с изменением числа работающих горелок (трех, двух, одной на котлах ДКВР-20).

Горелки монтируются либо в общем воздушном коробе, либо за обшивкой котла; для удобства обслуживания они имеют откидную дверцу, на которой и смонтирован завихритель воздуха. Герметичность их позволяет им работать на котлах под наддувом.

Газомазутная с предварительной газификацией мазута горелка ГМП-16, разработанная ОАО "НПО ЦКТИ", предназначена для котлов ДЕ-25-14-ГМ и изготавливается одного типоразмера тепловой мощностью 18,8 МВт (рис. 2.4.20, а).

Рис. 2.4.20. Горелки ГМП-16 и ГМ-10, разработанные ОАО "НПО ЦКТИ": а - ГМП-16; б - ГМ-10; в - ГМ-2,5-7; 1 - подвод воздуха; 2 - подвод газа; 3 - горелочный туннель; 4 - газовый коллектор; 5 - аксиальный завихритель воздуха; 6 - то же, тангенциальный; 7 - основная форсунка; 8 - резервная форсунка; 9 - захлопка

Процесс сжигания жидкого топлива сводится к однофазному газовому горению в топке, минуя предварительные стадии подготовки топлива (подогрев, испарение).

Предварительные стадии осуществляются в камере газификации за счет теплоты, выделяющейся при сжигании в камере газификации мелкодисперсионных капель топлива. При этом в топочной камере уменьшаются локальные тепловые нагрузки экранов. Для горелок этого типа являются характерными ускорение реакции горения, уменьшение сажеобразования и расширение диапазона регулирования.

Горелки типа ГМ выпускаются для котлов серии ДЕ (ДЕ-4-14 ГМ, ДЕ-6,5-14ГМ, ДЕ- 10-14ГМ, ДЕ-16-14ГМ) на тепловую мощность 2,94; 5,30; 7,42; 12,56 МВт (рис. 2.4.20, б, в). Горелки разработаны на основе однозонного аксиального воздухонаправляющего устройства с профильными лопатками. Раздача газа периферийная, форсунки паромеханические.

Горелки ДКЗ разработаны ВТИ трех типоразмеров (рис. 2.4.21): тепловой мощностью 6,60; 9,0; 12,65 МВт для водогрейных котлов ПТВМ-30М, ПТВМ-50, ПТВМ-100. Это вихревые однопоточные горелки с аксиальным завихрителем воздуха. Раздача газа по периферии, подача мазута осуществляются механическими форсунками, охлаждаемыми водой.

Рис. 2.4.21. Газомазутная горелка ДКЗ: 1 - подвод воздуха; 2 - подвод газа (варианты а и б); 3 - газовая камера; 4 - форсунка; 5 - горелочный туннель; 6 - завихритель воздуха

В горелке РГМГ-7м с ротационной форсункой вращение вала форсунки 1 с закрепленным на нем распыливающим стаканом 11 осуществляется от электродвигателя 6 через клиноременную передачу 5 (рис. 2.4.22). На валу форсунки закреплен вентилятор 4 для подачи распыливающего воздуха между распыливающим стаканом 11 и воздушным конусом.

Рис. 2.4.22. Газомазутная ротационная горелка РГМГ-7м: 1 - ротационная форсунка; 2 - полый вал; 3 - топливоподводящее устройство; 4 - вентилятор первичного воздуха; 5 - клиноременная передача; 6 - электродвигатель; 7 - газовая часть; 8 - завихритель вторичного воздуха; 9 – завихритель первичного воздуха; 10 - гайка-питатель; 11 - распыливающий стакан

На внутреннюю поверхность распыливающего стакана топливо поступает из сопла топливопровода, находящегося внутри вала форсунки. Топливо в форсунку поступает самотеком, а расход его регулируется вентилем перед горелкой.

На рис. 2.4.23 представлены газомазутные горелки конструкции Ф. А. Липинского и СКБ-ВТИ соответственно с тангенциальным и аксиальным лопаточным аппаратами, установленными в канале центрального потока. Периферийный канал не имеет завихрителя, и воздух (около 80...90 %) выходит прямоточной струей. Подача топлива осуществляется через осевую газомазутную трубу.

Рис. 2.4.23. Горелки Ф. А. Липинского (а) и СКБ-ВТИ (б): I - воздух; II - мазут; III - газ

Горелки подобного типа рекомендуются для котлов со встречной компоновкой. Экспериментально доказано, что при этом обеспечивается равнопроточность в топочной камере в отличие от котлов с фронтовой компоновкой горелок, в которых установка подобных горелок может привести к шлакованию противоположной стенки топочной камеры. Исследованиями горелок типа СКБ-ВТИ, называемых также горелками "ударного действия", установлено следующее:

- коэффициент гидравлического сопротивления в 2 - 3 раза ниже значений его для горелок с двумя завихривающими аппаратами;

- с уменьшением доли сечения, занятого центральным каналом, коэффициент гидравлического сопротивления снижается, и для f_n = 25 % зависимость его от угла поворота лопаток становится почти линейной;

- установка центрального регистра на различном расстоянии от среза амбразуры горелки (х/d = 0,5.4) не влияет на сопротивление горелки;

- наличие периферийного прямоточного потока приводит к уменьшению угла раскрытия факела, зоны и величины обратных токов, к увеличению аэродинамической длины факела;

- скоростная неравномерность 8 при обоих включенных каналах составляет 0,12…0,14.