Лекция 11

Тема 1.10 Горелочные устройства

Количество часов – 4.

Количество лекций – 2 (лекции 9,10)

1. Общие положения. Классификация и определение количества горелок.

2. Горелки для сжигания твёрдого топлива.

1. Общие положения. Классификация и определение количества горел ок.

Горелка – устройство для образования смесей пылевидного, газообразного или жидкого топлива с воздухом и подача их в зону горения.

Через горелки в топку поступают два раздельных потока: топливовоздушная смесь (с первичным воздухом) (1) и вторичный воздух (воздух, необходимый для горения) (2).

Горелки классифицируются: по виду сжигаемого топлива – горелки для сжигания твёрдого топлива в пылевидном состоянии; горелки для сжигания жидкого топлива и горелки сжигания газообразного топлива. Существует большое разнообразие горелок для сжигания газообразного и жидкого топлива, так называемые газомазутные горелки, быстро переходящие на сжигание другого вида топлива.

Горелки являются важным элементом топимого устройства; от их работы и размещения в топке зависит характер смесеобразования, что в сочетании с аэродинамикой топочной камеры определяет интенсивность воспламенения, скорость и полноту сгорания, а, следовательно, тепловую мощность и эффективность топки.

Горелки располагаются в один, два и более ярусов, как правило, на фронтальной стороне котлоагрегата (КВ-ГМ), иногда и на боковых сторонах (ПТВМ) (рис.11.1).

а — фронтальное: б — встречное; в — угловое

Рис. 10.1. Способы расположения горелок в топочной камере:

Количество горелок определяется на основе следующих расчётов:

-тепловая мощность топки, МВт

Q_Т=В_Р Q_Н^Р;

- тепловая мощность горелки, Мвт

Q_Г=В_Г Q_Н^Р;

- количество горелок

n= Q_Т/ Q_Г= В_Р Q_Н^Р/(В_Г Q_Н^Р)= В_Р / В_Р;

2. Горелки для сжигания твёрдого топлива.

Твёрдое топливо в котлоагрегатах средней и высокой мощности сжигается в пылевидном состоянии. Для его сжигания применяют круглые (турбулентные или вихревые) и прямоточные (щелевые) пылевые горелки.

2.1 Турбулентные горелки.

В зависимости от конструкции оборудования по закручиванию первичного и вторичного воздуха турбулентные горелки делятся на улиточные (одно- и двух), лопаточные и улиточно-лопаточные (рис.10.2). В улиточных горелках для закручивания потока воздуха используется „улитка”, в лопаточных горелках – „лопаточный” аппарат. При любой конструкции потоки пылевоздушной смеси(I) и вторичного воздуха (II) закручиваются в одном направлении. На полноту сгорания топлива сильное влияние оказывают скорости вдувания в топку потоков (I) и (II). Минимальное количество первичного воздуха (I) ограничивается возможностью транспортировки смеси.

а — прямоточно-улиточнаи; 6 — прямоточно-лопаточная

I- поток первичного воздуха с угольной пылью; II — поток вторичного воздуха

Рис. 10.2 Принципиальные схемы пылеугольных вихревых горел

При низкой скорости ω₁ возможно выпадение крупных частиц топлива и обгорание патрубков горелки. Слишком большая скорость ω₁ ухудшает условия воспламенения и увеличивает длину факела, что приводит к шлакообразованию поверхностей напротив горелки, пережогу труб. Скорости выбирают в зависимости от выхода летучих, в пределах ω₁=12…25; ω₂=18…30 м/с.

1 - штурвал управления конусом; 2— входной патрубок первичного воздуха; 3- наконечник; 4 — конус-рассекатель; 5 порог; 6 — улитка вторичного воздуха; 7- рукоятка языкового шибера

Рис. 10.3. Вихревая пылеугольная горелка OPI РЭС:

Потоки образуют в топке два концентрически расходящихся усечённых конуса, опирающихся малыми основаниями на кольцевые выходы из горелок. Внутри образуется конус пылевоздушной смеси, снаружи к нему примыкает конусообразный поток вторичного воздуха. По мере движения в топке оба потока проникают один в другой, перемешиваются, увлекая за собой топочные газы.

2.2 Прямоточные горелки. Компоновка пылеугольных горелок.

Подача вторичного воздуха и аэросмеси в топку осуществляется раздельно через узкие щели. Они выполняются прямыми с внешним или внутренним вводом вторичного воздуха и создают дальнобойные струи с малым углом расширения (рис.10.4).

а— прямоточно-щелевая горелка; б— прямоточно-сопловая горелка; 1,2 —внешний и внутренний ввод вторичного воздуха соответственно; I— аэросмесь, II -вторичный воздух

Рис. 10.4 Принципиальная схема прямоточных горелок:

Это горелочное устройство сжигает пылевидное топливо (высокореакционное – бурый уголь, фрезерный торф, горючие сланцы) в тонких плоских параллельных струях.

Пылевоздушная смесь подаётся в топку со скоростью 20÷30 м/с. Подсос продуктов сгорания создаёт в пространстве между соседними струями мощные очаги вихревых зон горячих продуктов сгорания, что обеспечивает устойчивое зажигание факела.

Применяются и прямоточные сопловые горелки. Ввод аэросмеси и вторичного воздуха осуществляется через поворотные сопла, которые могут поворачиваться на 10-20º,что даёт возможность менять положение факела и изменять тепловую мощность.