Общая характеристика котельного агрегата, котельной установки. Элементы, входящие в состав котельного агрегата. Тракты котла. Состав и параметры продуктов сгорания. Тепловой баланс котла, страница 35

Классификация газовых горелок.

Конструкции горелок можно разделить по следующим основным признакам (рис. 14.1.,14.2):

по месту смешения газа с воздухом: внешнее – после выхода топлива и воздуха из горелки (пламенные горелки);  внутреннее частичное или полное (пламенные горелки); предварительное смешение до поступления в горелку (беспламенные горелки);

по давлению газа: низкого давления (до 5 кПа); среднего давления (до 300 кПа); высокого давления (более 300 кПа);

по месту подвода газа и воздуха: одноподводные (однопроводные); двухподводные (двухпроводные);

по форме выходного сечения: круглые; щелевые;

по виду сжигаемого газа: для низкокалорийных газов; для среднекалорийных газов; для высококалорийных газов;

по методу подачи воздуха и организации перемешивания: предварительного перемешивания; параллельная подача;

по способу подачи воздуха и коэффициенту избытка первичного воздуха: диффузионные (a₁ = 0), инжекционные (a₁ > 1 и a₁ < 1), с принудительной подачей воздуха (дутьевые).

В диффузионной горелке (ДГ) газ смешивается с воздухом преимущественно в топке. Разновидностью ДГ является щелевая подовая горелка, которая состоит из газового коллектора диаметром 32 – 80 мм  и щели из огнеупорного кирпича. Коллектор представляет собой стальную трубу, заглушенную с одной стороны торца, на котором имеются два ряда отверстий диаметром 1 – 3 мм, просверленных одно относительно другого под углом от 60 до 120 °. Газовый коллектор устанавливают в щели, выполненной из огнеупорного кирпича. Воздух поступает в ту же щель (через колосниковую решетку) за счет разрежения в топке или нагнетается вентилятором. Подовые горелки могут работать на низком (1,3 – 2 кПа) и среднем (30 кПа) давлении газа, их применяют на котлах малой и средней мощности, в т. ч. при переводе котлов с твердого на газообразное топливо.

В инжекционной горелке подаваемая под давлением струя газа истекает с большой скоростью из сопла в конфузор (смеситель) и за счет своей энергии захватывает воздух в конфузоре, увлекая его внутрь горелки. Количество воздуха, поступающего в горелку, можно изменять при помощи регулятора первичного воздуха, представляющего собой шайбу, укрепленную на резьбе. При вращении регулятора изменяется расстояние между шайбой и конфузором, и таким образом регулируется расход воздуха.

Инжекционные горелки низкого давления ( МПа) выполняются с огневыми насадками разной формы, среднего давления (2 – 60 кПа) – с пластинчатым стабилизатором, размещаемым в конце диффузора.

Достоинства:

простота конструкции; устойчивая работа при изменении нагрузок; надежность и простота обслуживания; отсутствие специального устройства для подачи воздуха (нет вентилятора, воздуховодов, нет расхода электроэнергии на подачу воздуха); саморегулирование, т. е. их конструкция позволяет естественным образом обеспечивать постоянство соотношения содержаний газа, подступающего в горелку, и подсасываемого горелкой первичного воздуха.

Недостатки:

значительное увеличение габаритов по длине при увеличении мощности (например, горелка производительностью 135 м³/ч имеет длину 2 м); следовательно, ограничение единичной мощности (до 2 МВт); высокий уровень шума; зависимость поступления вторичного воздуха от разрежения в топке.

В горелке с принудительной подачей воздуха процесс образования газовоздушной смеси начинается в самой горелке и завершается в топке. Подача воздуха и газа осуществляется по отдельным трубам, поэтому такие горелки также называют двухпроводными. Воздух, необходимый для горения, нагнетается в горелки вентилятором или компрессором. Газ подается в газораспределительное устройство, вытекая из которого, смешивается с потоком воздуха. Подготовленная газовоздушная смесь подается в топку. Горелки работают на газе низкого и среднего давления. Для лучшего перемешивания предусмотрен выход газа через отверстия, направленные под углом к потоку воздуха. Различают горелки с центральной подачей газа (поток газа направлен от центра горелки к периферии) и с периферийной подачей. Для улучшения смешения воздуху придают вращательное движение, для чего используют завихрители с постоянным и регулируемым углом установки лопаток или подводят воздух тангенциально.