Газовые горелки. Конструкция, характеристики и основные требования к ним.

Сжигание газа в бытовых и промышленных установках осуществляется с помощью специальных устройств – газовых горелок.Газ сжигается в камерах горения или в воздушном пространстве.

- подача газа и воздуха в топочное пространство.

- стабилизация фронта воспламенения при дополнительных нагрузках.

- обеспечение требуемой интенсивности горения газа.

- обеспечение зажигания и полного сгорания горючей смеси при заданных радиационных характеристиках факела.

- головка (насадок) – для обеспечения выхода газовоздушного потока в топочную камеру или воздушное пространство. Она стабилизирует фронт воспламенения в устройстве горелки, предотвращает отрыв и проскок пламени

- огневая часть – представляет собой туннель, где частично или полностью протекает процесс горения. Она одновременно служит и составной частью топочной камеры. Создает устойчивый очаг зажигания и стабилизирует пламя, предотвращающая отрыв пламени

Каждая горелка рассчитывается на определение конструктивных и режимных параметров. Согласно Госту утанавливаются след. Основные определения параметров и характеристик горелки:

- номинальное давление газа и в-ха перед горелкой

-к-т предельного регулирования горелки по тепловой мощности

- к-т рабочего регулирования по тепловой мощности

Интенсивность работы топочного устройства хар-ся 2 показателями: форсировкой и тепловое напряжение и объем топки.

Форсировка- это тепловое напряжение поперечного сечения топки. Она определяется производительностью газогорелочной системы, кот в конечном счете зависит от стабилизации фронта грения.

Тепловое напряжение и объем топки определяют компактность топочного устройства и зависит от скорости горения.

1) Конструкция должна быть по возможности компактной и простой в изготовлении. Удобной, надежной и безопасной. Не должна содержать элементов с пониженной стойкостью в работе.

2) Горелки работая при заданной производительности, должны обеспечить полное сжигание газа, при минимальном избытке воздуха.

3) Горелки должны работать устойчиво, т.е. без отрыва и проскока пламени в необходимом диапазоне изменения тепловых нагрузок.

4) Пределы регулирования горелок должны удовлетворять технологическим требованиям работы газоиспользующих установок.

5) Потери давления по газовому и воздушному тракту (для горелок низкого давления) должны быть минимальными.

6) Конструкция горелок должна предусматривать удобство зажигания, регулирования и возможность автоматического поддержания необходимого соотношения газа и воздуха при изменении нагрузки и режимных параметров.

7) Интенсивность шума создаваемого горелкой не должна превышать существующих санитарных норм (85 дБ)

ГОСТ на газовые горелки классифицирует по следующим признакам:

· Подача воздуха за счет свободной конвекции

· Подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве

· Принудительная подача воздуха за счет давления газа

· Принудительная подача воздуха от постороннего источника:

а) дутьевые горелки с невстроенным вентилятором

б) дутьевые горелки с встроенным вентилятором (блочные)

· Принудительная подача газовоздушной смеси от постороннего источника

3) Скорость продуктов сгорания на выходе из горелки, м/с

5) Номинальное давление газа перед горелкой, Па

· Среднее давление (до критического перепада давлений)

· Высокое давление (критический и сверхкритический перепад давлений)

6) Возможность регулирования характеристик факела

· С нерегулируемыми характеристиками факела

7) Необходимость регулирования коэффициента избытка воздуха

· С нерегулируемым (минимальным или оптимальным) коэффициентом избытка воздуха

· С регулируемым (переменным или повышенным) коэффициентом избытка воздуха

· В огнеупорном туннеле или в камере горения горелки¦

· На поверхности катализатора, в слое катализатора

· На керамических или металлических насадках

· В камере горения агрегата или в открытом пространстве

9) Возможность использования тепла продуктов сгорания

· С подогревом в автономном рекуператоре или регенераторе

· С подогревом воздуха во встроенном рекуператоре или регенераторе

У этого типа горелок газ и воздух отдельными потоками поступают в топку, где происходит смесеобразование и горение. Простейшая диф. Горелка представляет собой требу с высверленными в ней отверстиями.

Такие горелки м.б. прямыми, круглыми, Т- и П-образными и т.д. Газ подводится внутрь таких горелок и выходит через отверстия многочисленными струйками, образуя отдельные факелы. Количество отверстий и их диаметр зависят от производительности горелки. Шаг между отверстиями выбирается так, чтобы не было слияния факела обеспечивалось беглость огня при дожигании газа на горелке.

Диаметр отверстия д.б. от 0,5 до 5 мм. При этом следует учитывать легкуюзасоряемость отверстия малого диаметра. Для хорошего перемешивания газа с воздухом рекомендуется делать не более двух рядов отверстий в каждой трубке диф. горелки. Сечение трубы, подводящей газ д.б. не меньше суммарного сечения горелочных отверстий.

· Просты в изготовлении, надежны в эксплуатации (исключается проскок пламени),

· имеет большие пределы регулирования, могут работать как на низком, так и на среднем давлении газа без дутья,

· дают устойчивый светящийся факел, обладающий высокой радиацией.

· работают с повышенным α (1,2-1,5). Несмотря на большой избыток воздуха эти горелки часто работают с хим. недожогом.

· Необходимость обеспечения устойчивого разряжения в топочном объеме

· Трудность автоматизации процесса сжигания газа (автоматического пропорционирования газа и воздуха)

Созданы конструкции более крупных диф горелок, обладающим неплохими эксплуатационными свойствами (прим., горелка для отопления и пром. котлов). Хорошее перемешивание газа с воздухом достигается за счет многоструйного выхода газа под углом к оси горелки, сто приводит к закручиванию потока

Внутренний стакан вставляется в корпус большего диаметра. По внутреннему пространству между корпусом и стаканом проходит газ, вытекающий через 3 в топку. Около 50% потребляемого воздуха подводится через внутренний стакан. Остальное количество – через наружную кольцевую щель. Движение воздуха обусловлено наличием разряжения в топке. Производительность такой горелки от 30 до 350 м³/ч. Они м.б. низкого и среднего давления.

Диф горелки незаменимы в высокотемпературных печах (тепловаренных, сталеплавильных) при подогреве воздуха до температур значительно превышающих температуру воспламенения газа. Предварительное смешение газа с воздухом неосуществимо, поэтому в таких печах диф сжигание газа является не только вынужденным, но и наиболее оправданным, т.к. позволяет получить ярко светящийся сажистый факел большой степенью черноты и интенсивной радиацией.

В котельной технике диф горелки могут располагаться нафронтовой или боковой стенках топки, а также внутри нее, на поду. Горелки последнего типа получили название подовые. Используются при переводе отопительных и производственных котлов со слоевыми топками на газообразное топливо. Газ из горелки выходит в топку, куда из-под колосников поступает воздух. Газовые струйки у подовых горелок направляются под углом к потоку воздуха и равномерно распределяются по его сечению.

Процесс смешения осуществляется в спец. щели, образованной огнеупорной кладкой. Это интенсифицирует смешение газа с воздухом, уменьшает α и обеспечивает устойчивое зажигание в образующейся смеси.

Коллектор горелки устанавливается на кирпичах, расположенных на колосниковой решетке. Над коллектором огнеупорная кладка образует прямые щели, в которые входит газ, не смешенный с воздухом. Отверстия для выхода газа расположены в 2 ряда в шахматном порядке, симметричном по отношению к вертикальной плоскости с углом между рядами от 90 до 180^о. Воздух подается под колосниковую решетку вентилятором или за счет разряжения в топке, поддерживаемого тягой и проходом через щель, омывая коллектор с двух сторон.

Струя газа в результате турбулентной диффузии перемешивается с воздухом и на расстоянии 20 – 40 мм от отверстия начинает гореть. Заканчивается процесс горения на расстоянии 0,5 – 1 м от горелки. Здесь осуществляется диффузионный принцип сжигания газа. Процесс смесеобразования активизируется тем, что поток газа разбит на мелкие струйки, выходящие с большой скоростью под углом к прямому потоку воздуха. Огнеупорные стенки щели выполняют роль стабилизатора горения, предотвращая отрыв пламени, и являются косвенными излучателями.

Максимальная температура на поверхности щели от 900 – 1000 ^оС. На поверхности коллектора от 300 – 500 ^оС. Температура колосниковой решетки под щелью 75 – 80 ^оС. Подовые горелки обеспечивают полноесжигпние газа при α от 1,1 до 1,3. Давление газа от 500 до 5000 Па (номинальное порядка 1000Па). Давление воздуха от 600 до 1000 Па. При работе без дутья в топке д.б. разряжение 20 – 30 Па для котлов средней производительности (от 2 до 10 тонн пара в час) и не более 8 Па для небольших отопительных котлов.

Подовые горелки отопительных котлов имеют размеры: диаметр отверстий от 1,3 до 3 мм (мах 10 – 20 мм), высота щели 130 – 200 мм; ширина определяется расчетом и обычно в пределах 80 – 110 мм.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: