Топки для сжигания газа

Практическая работа № 7

“Изучение эксплуатации топок для сжигания газа”

Цель работы: изучить правила эксплуатации топок для сжигания жидкого и газообразного топлива.

Краткая теория

Топки для сжигания жидкого топлива

Одним из основных элементов топки для сжигания жидкого топлива является форсунка, в которой происходит подготовка топлива для сжигания и подача его в топочную камеру. Для топок промышленных котельных агрегатов чаще всего применяются форсунки с воздушным рас­пиливанием мазута типа НГМГ и паромеханические типа ГМГ. Обе эти конструкции выполнены как комбинированные для сжигания мазута и газа.

На рисунке 5 показана схема газомазутной горелки типа НГМГ с воздушным распиливанием мазута. В горелке НГМГ мазут поступает под дав­лением не более 30 кПа по мазутному стволу 4 и вытекает через мазуто-выпускные отверстия 8. Распыливающий (первич­ный) воздух получает за­крутку в завихрителе 9 и, выходя через пережимное кольцо 7, подхватывает и распыливает струйки ма­зута, вытекающие через отверстия 8. Давление первичного воздуха со­ставляет 2500–3000 Па при расходе 10–15% об­щего количества воздуха, необходимого для горе­ния. При эксплуатации форсунки необходимо сле­дить за правильной уста­новкой мазутного ствола. При монтаже горелок следует следить за тем, чтобы закрутка первичного воздуха и вторичного воздуха, подаваемого для горения, производилась в одну и туже сторону.

В форсунках с паромеханических распыливанием мазута типа ГМГ при больших расходах мазута (более 50%) распыливание осуществляется за счет потенциальной энергии топлива, поступающего к фор­сунке под давлением 3 МПа и более. Перед соплом форсунки создается движение топлива в тангенци­альном направлении. Закрученная струя мазута, выходя из сопла, дробится на мельчайшие капли и поступает в топку в виде полого конуса. При расходах мазута, меньших 50% номинального, давление мазута перед форсункой ста­новится недостаточным для хорошего ка­чества распыливания и в форсунку до­полнительно подается пар.

При обслуживании форсунки необходимо систематически ее прочищать и заменять распылитель, который чаще выходит из строя, чем остальные детали. В ротационных форсунках топливо подается в стакан, вращающийся с большой частотой. Внутренняя поверхность стакана выпол­нена конусной, что обеспечивает перемещение топлива в виде пленки вдоль стенок к кромке стакана. Срываясь с кромки ста­кана, мазут распиливается на мелкие капли с размером около 100 мкм. Распыливающий стакан приводится во вращение электродвигателем. Мазут поступает в стакан под давлением менее 100 кПа. По наружной образующей стакана подается распыливающий воздух. Воздух обеспечивает уменьшение угла раскрытия факела и дополнительно распыливает мазут.

Рисунок 5 – Схема газомазутной горелки типа НГМГ: 1 – канал для подачи вторичного воздуха; 2 – канал для подачи газа; 3 – канал для подачи первичного (распыливающего) воздуха; 4 – мазутный ствол; 5 – лопатки закручивателя вторичного воздуха; 6 – газовыпускные отверстия; 7 – пережимное кольцо; 8 – мазутовыпускное отверстие; 9 – завихритель первичного (распыливающего) воздуха.

 

При эксплуатации форсунок необходимо следить за сохранением производительности форсунки при неизменном давлении, за вязкостью мазута, за отсутствием закоксовывания, за поддержанием минимального коэффициента избытка воздуха. Качество распыливания мазута существенно зависит от его вязкости перед форсункой, поверхностное натяжение, плотность мазута и наличие механических примесей.

Устойчивость и качество работы мазутных форсунок различных конструкций зависят от воздухонаправляющих аппара­тов. Для организации перемешивания распы­ленного мазута с воз­духом ма­зутные форсунки обо­рудованы воздухонаправляющими аппара­тами, производящими закрутку воздушного потока. Закрутка воздушного потока в воздухонаправляющих аппаратах мазутных форсунок осуществляется установкой плоских или винтовых лопаток.

При эксплуатации воздухонаправляющих аппаратов необходимо следить за состоянием лопаток, не допуская их загрязнения или закоксовывания. При ремонте воздухонаправляющих аппаратов и замене отдельных лопаток установка их должна проводиться по шаблону под одинаковым углом.

Существенное влияние на работу форсунок оказывает также качество и правильность выполнения амбразуры. Амбразуры должны быть выполнены по чертежу в соответствии с типом установленной форсунки. Ось амбразуры должна совпадать с осью форсунки.

На рисунке 6 в качестве примера показаны два типа амбразур (цилиндрическая и коническая), применяемые для фосунок с пневматическим и паромеханическим распыливанием.

При обслуживании мазутных форсунок требует следить за устойчивостью факела, не допускать пульсации и неравномерного заполнения топочного объема.

Рисунок 6 – Типы амбразур горелок НГМГ и ГМГ: а – коническая; б - цилиндрическая

 

При розжиге форсунок необходимо предотвращать образования сажи, унос несгоревших капелек мазута, подтекание его из форсунки, требуется избегать плохого горения или пога­сания растопочного факела. В форсунках с паромеханическим распиливанием необходимо сначала открывать подачу пара и только после этого подачу мазута. В форсунках с воздушным распиливанием сначала подается распыливающий воздух, а за­тем мазут.

Топки для сжигания газа

Для про­мышленных котельных агрегатов приме­няются инжекционные горелки полного предварительного сме­шения, горизонтальные и вертикальные щелевые горелки с при­нудительной подачей воздуха, комбинированные газомазутные и пылегазовые горелки.

Из различных конструкций инжекционных горелок полного предварительного смешения наиболее эффективными явля­ются блочные инжекционные горелки, конструкция которой показана на рисунке 7.

Рисунок 7 – Блочная инжекционная горелка: 1 – газовый коллектор; 2 – смеситель; 3 – подвод газа; 4 – направление подсасываемого воздуха.

 

При необходимости сохранения твердого топлива в качестве резервного блочные инжекционные горелки рекомендуется уста­навливать на боковых стенах топочной камеры. Колоснико­вая решетка топки при работе на газе во избежание перегрева и присоса воздуха закрывается листовым асбестом и засыпается битым шамотным кирпичом. Розжиг горелок производится го­рящим запальником с тыльной стороны в следующем порядке. После выполнения всех операций по подготовке котла и про­дувке газопровода подносят горящий запальник к тыльной сто­роне смесителя горелки и, приоткрыв рабочую задвижку, уста­навливают давление газа перед горелкой 2000–3000 Па. Затем, быстро передвигая запальник, поджигают газ в каждом смеси­теле и сразу же увеличивают давление газа перед горелкой до 5000–6000 Па с таким расчетом, чтобы горящие струйки газа из смесителя переместились в туннель горелки. Розжиг горелки выполняют два человека. Все операции должны быть выпол­нены быстро и так, чтобы не произошел отрыв пламени от тун­неля горелки. Если не удастся по каким-либо причинам быстро поджечь газ в каждом смесителе, пуск горелки прекращают и после тщательной вентиляции топки в течение 15–20 мин вторично производят зажигание горелки. Следует также немед­ленно прекратить подачу газа в горелку, если при увеличении давления газа произойдет погасание горелки из-за отрыва пла­мени от туннеля.

При эксплуатации топок, оборудованных блочными инжекционными горелками, необходимо следить за состоянием туннелей, своевременно производя их ремонт в случае разрушения. При переходе на ре­зервное твердое топ­ливо туннели всех го­релок закладываются огнеупорным кирпичом, а с колосниковой ре­шетки убирается битый шамотный кирпич. Для выполнения этих ра­бот требуется расхола­живание топки.

Горизонтальные щелевые го­релки просты по конструкции. При эксплуатации данного типа горелок при пониженных нагрузках котла вследствие затягивания пламени в щель происходит перегрев металла газового коллектора и преждевременный выход его из строя, температура металла газового коллектора зависит от скорости газа внутри него, скорости воздуха, омывающего кол­лектор, и излучения огнеупорного материала щели. Для избежа­ние перегрева газового коллектора скорость газа в нем должна быть не менее 7–8 м/с при минимальной нагрузке ко­тельного агрегата.

Перед установкой го­релок и выкладкой пода необходимо проверить состояние колос­никового полотна решетки и заменить дефектные колосники.

При эксплуатации топок, оборудованных подовыми горел­ками, на отдельных установках возникают пульсации пламени и продуктов горения, сопровождавшиеся однотонным гудением либо звуками, напоминающими сильную барабанную дробь.

Розжиг каждой из установленных горелок должен производиться от индивидуального запальника, устанавливаемого в запальное отверстие. Перед вводом запальника в топку необходимо плотно закрыть шибер, регулирующий подачу воздуха, и отрегулировать разрежение в верхней части топки, которое должно составлять 20–30 Па. При высокой топке разрежение в верхней части перед розжигом горелки следует снизить до 10 Па, при этом разряжение в зоне горелки достигает 70-90 Па. Пламя запальника должно располагаться в близи от амбразуры и над ней. После достижения устойчивой работы одной горелки приступают к последовательному розжигу остальных горелок.

Отключение горелок производится поочередно. Для этого по­степенно ступенями сначала уменьшают расход воздуха, иду­щего к горелке, а затем давление газа при соответствующем восстановлении разрежения в топке. После достижения мини­мального давления газа, при котором горелка работает устой­чиво, сначала полностью закрывают подачу газа, а затем по­дачу воздуха.

При растопке очередность зажигания горелок выбирается с таким расчетом, чтобы обеспечить наиболее равномерное рас­пределение температур в объеме топочной камеры.

Ход работы: