- ДЕ-25/14 ГМ № 1;

- ДЕ-25/14 ГМ № 2, в настоящее время отсутствует разрешение на эксплуатацию;

- ДЕ-6,5/14 ГМ № 3.

Котлы ДЕ Бийского котельного завода предназначены для выработки насыщенного пара с разрешенным давлением до 1,27 МПа.

Источник водоснабжения котельной - водопровод. Для приготовления питательной воды в котельной предусмотрена химводоочистка - двухступенчатая натрий-катионитовая установка и атмосферный деаэратор ДА-100. Подпитка составляет 30 м³/сут.

Общекотельное оборудование включает в себя газовое оборудование (отдельно стоящий ГРП и общекотельные газопроводы), паропроводы, паро- и водо-водяные теплообменники, соединительные трубопроводы питательной, прямой, обратной, подпиточной (химочищенной) и исходной воды, питательные и сетевые насосы. Подпиточные насосы отсутствуют, подпитка осуществляется за счет давления водопроводной сети или давления насосов сырой воды.

Каждый котел оборудован необходимыми контрольно-измерительными приборами и приборами автоматики безопасности системы «Кристалл» (Бийский котельный завод). Регулирование основных параметров (давление газа, воздуха на горелку, разрежения) выполняется в ручном режиме. Поддержание уровня в барабане и давления в питательной линии поддерживается в автоматическом режиме.

Подключенная тепловая нагрузка составляет 10,9 Гкал/час, представленная в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Тепловая нагрузка котельной поселка Красный Коммунар

котельный горелка паровой привод

Наименование и адреса абонентов, подключенных к котельной:

- локомотивное депо

- мельница АСОЛЬ

- база ПЧ-26

- пост СЦБ и Связи

- вокзал

- контора ЭЧ

- жилой поселок

Технические характеристики оборудования, установленные на котельной, описаны в таблицах 1.2 - 1.15.

Таблица 1.2 - Газовая горелка ГМ-16

Таблица 1.3 - Паровой котел ДЕ-25/14

Таблица 1.4 - Паровой котел ДЕ-6,5/14 ГМ

Таблица 1.5 - Газовая горелка ГМ-4,5

Таблица 1.6 - Дымосос ДН-12,5-1500

Таблица 1.7 - Дутьевой вентилятор ВДН-11.2

Таблица 1.8 - Дымосос ДН-10-1000

Таблица 1.9 - Дутьевой вентилятор ВДН-9-1000

Таблица 1.10 - Блочный чугунный экономайзер ЭБ 1-646

Таблица 1.11- Блочный чугунный экономайзер ЭБ 2-142

Таблица 1.12 - Питательные насосы ЦНСГ-38/198

Таблица 1.13 - Сетевой насос ЦН 400/120

Таблица 1.14 - Сетевой насос Д-500/63

Таблица 1.15- Сетевой насос Д-200/90

2. Общие сведения котельного оборудования

2.1 Общие сведенья о котлах ДЕ 25

Газомазутные котлы ДЕ конструкции котельного завода г. Бийска и ЦКТИ предназначены для выработки насыщенного или слабо перегретого пара с абсолютным давлением 2,35 МПа, паропроизводительностью 25 т/ч и сжигания газообразного и жидкого топлива.

Все газомазутные котлы ДЕ имеют опорную наклонную раму, которая опирается на фундамент. На раму передается масса элементов котла и воды, обвязочного каркаса, натрубная обмуровка и обшивка. Переднее днище нижнего барабана имеет неподвижную опору, а остальные опоры скользящие. На заднем днище нижнего барабана установлен репер (указатель) для контроля теплового расширения элементов котла при работе и растопке. Теплогенераторы состоят из верхнего и нижнего барабанов одинаковой длины, которые соединены между собой коридорно расположенными вертикальными изогнутыми трубами и образуют соответственно первый и второй газоходы конвективной поверхности нагрева. Продольный шаг кипятильных труб вдоль барабана 90 мм, а поперечный - 110 мм. Котлы паропроизводительностью 4; 6,5; 10 т/ч в конвективных пучках имеют продольные металлические перегородки по всей высоте газохода с окном (от фронта котла) спереди, что обеспечивает разворот топочных газов в пучке на 180 °С и выход газов в экономайзер через заднюю стенку котла. Котлы паропроизводительностью 16 и 25 т/ч таких перегородок не имеют, и газы идут по всему сечению газохода к фронту котла, выходят из котла, а затем по газовому коробу, размещенному над топочной камерой, направляются в водяной экономайзер, расположенный в хвостовой части котла.

Для всех типоразмеров газомазутных котлов ДЕ диаметры верхнего и нижнего барабанов - 1000 мм, расстояние между барабанами по осям - 2750 мм. Ширина топочной камеры всех котлов по осям экранных труб - 1790 мм, средняя высота топочной камеры - 2400 мм. Барабаны котлов изготавливают из стали 16ГС и толщиной стенки 13 и 22 мм, соответственно для избыточного давления 1,27 и 2,26 МПа.

Все трубы радиационной и конвективной поверхности нагрева развальцованы в барабанах и имеют наружный диаметр 51 мм, чем достигается лучшая естественная циркуляция в контурах котла. В нижнем барабане размещены перфорированные трубы для периодической продувки и парового прогрева воды от соседних котлов при растопке, а также штуцеры для спуска воды. Топочная камера находится сбоку (справа) от конвективного пучка и отделена от него слева газоплотной перегородкой из труб, установленных с шагом 55 мм и сваренных между собой металлическими полосками. Концы труб газоплотного экрана обсажены до 38 мм, выведены в два ряда и уплотнены гребенкой, примыкающей к трубам и барабану. В задней части газоплотного экрана, на расстоянии 700 мм от задней стенки котла, имеется окно для выхода топочных газов из топки в конвективный пучок. Подовый, правый боковой топочный экран и потолок топки образованы длинными изогнутыми трубами, установленными с шагом 55 мм. Концы этих труб разведены в два ряда и соединены непосредственно с верхним и нижним барабанами на вальцовке. Под (нижняя часть топки) в топке выложен слоем огнеупорного кирпича, шамотный кирпич также укладывается на боковую часть нижнего барабана в топке и крепится на шпильках на боковую часть верхнего барабана в топке между газоплотным и потолочным экранами. Вертикальные трубы заднего топочного экрана не имеют обсадных концов и приварены к нижнему и верхнему наклонным коллекторам диаметром 159 мм. Верхний коллектор заднего топочного экрана приварен к верхнему барабану с наклоном вниз, а нижний коллектор к нижнему барабану с наклоном вверх. Кроме того, верхний и нижний коллекторы объединены не обогреваемой трубой диаметром 76 мм, которая замурована в шамотный кирпич обмуровки. По рециркуляционной трубе происходит сток воды из верхнего коллектора в нижний при отделении ее из пароводяной смеси. Для защиты от теплового излучения коллекторов заднего топочного экрана они снабжены двумя изогнутыми трубами, развальцованными в нижний и верхний барабаны.

Фронтовой экран топки котлов образован четырьмя изогнутыми трубами, развальцованными в верхний и нижний барабаны, что позволяет разместить на фронтовой стене амбразуры горелки и лаз. Лаз совмещен с взрывным клапаном. Котлы производительностью от 4 до 10 т/ч имеют по две модернизированные горелки ГМГ или по одной ГМ, а котлы производительностью от 16 до 25 т/ч - горелки ГМ-10 и ГМП-16. Кроме того, у котлов производительностью от 4 до 10 т/ч в топке впереди заднего топочного экрана установлены два ряда труб по шесть штук (всего двенадцать труб), которые развальцованы в верхний и нижний барабаны и являются направляющими экранами для закрутки и хода движения топочных газов из топки в кипятильный пучок труб.

Котлы ДЕ производительностью от 4 до 10 т/ч выполнены с одноступенчатым испарением, а в котлах с производительностью 16 и 25 т/ч применено двухступенчатое испарение с внутрибарабанным солевым отсеком.

У котлов ДЕ паропроизводительностью 16 и 25 т/ч в барабанах на расстоянии 1,5 м от задней стенки установлены перегородки, которые образуют чистый, расположенный в передней части котла, и солевой отсеки. В верхнем барабане перегородка установлена до середины парового пространства, а в нижнем сплошная перегородка, отделяющая вторую ступень испарения от первой. Опускная система первой ступени испарения состоит из последних по ходу газов рядов труб конвективного пучка. Во вторую ступень испарения выделены первые по ходу топочных газов ряды труб конвективного пучка. Опускная система контура солевого отсека состоит из трех не обогреваемых труб диаметром 159 мм, по которым вода из верхнего барабана опускается в нижний. Отсеки ступенчатого испарения сообщаются между собой по пару через окно над поперечной перегородкой, а по воде через сопло, расположенное в нижней части перегородки водяного объема верхнего барабана. Это сопло выполняет роль продувки из чистого отсека в солевой. В качестве сепарационных устройств первой ступени испарения используются установленные в верхнем барабане щитки и козырьки, направляющие пароводяную смесь из экранных труб на уровень воды. Для выравнивания скоростей пара по всей длине барабана все котлы (всех производительностей) снабжаются верхним дырчатым пароприемным потолком. На всех котлах, кроме котлов до 4 т/ч, перед пароприемным потолком установлен горизонтальный жалюзийный сепаратор. Сепарационными устройствами второй ступени испарения являются продольные щитки, направляющие движение пароводяной смеси в торец барабана к поперечной перегородке, разделяющей отсеки.

На котлах паропроизводительностью от 4 до 10 т/ч периодическая продувка совмещается с трубой непрерывной продувки. На котлах 16 и 25 т/ч периодическая продувка производится из чистого и солевого отсеков, а непрерывная продувка осуществляется из солевого отсека верхнего барабана. Качество котловой (продувочной) воды нормируется по общему солесодержанию (сухому остатку) без учета абсолютной щелочности.

Для производства перегретого пара устанавливают пароперегреватель. На котлах от 4 до 10 т/ч пароперегреватель выполнен змеевиковым из труб диаметром 32 мм, а на котлах 16 и 25 т/ч - двухрядным из труб 51 мм. В качестве хвостовых поверхностей нагрева применяются стандартные чугунные водяные экономайзеры ЭБ 2. Обмуровка боковых стен, общей толщиной 100 мм, выполнена натрубной и состоит из шамотобетона (25 мм) по сетке и изоляционных (асбестовермикулитовых) плит. Обмуровка фронтовой и задней стен, общей толщиной 100 мм, состоит из шамотобетона (65 мм) и изоляционных плит; для котлов производительностью 16 и 25 т/ч толщина теплоизоляционных плит от 256 до 600 мм. Обмуровка котла снаружи покрывается металлической листовой обшивкой для уменьшения присосов воздуха в газовый тракт. Котлы оборудованы стационарными обдувочными аппаратами, расположенными с левой стороны конвективного пучка. Обдувочная труба, с целью повышения надежности работы, выполняется из жаропрочной стали. Вращение трубы для обдувки производится вручную при помощи шкива и цепи. Для обдувки труб котла используется сухой насыщенный или перегретый пар с давлением не менее 0,7 МПа. Котлы оборудованы индивидуальным дутьевым вентилятором и дымососом.

Каждый котел ДЕ снабжен согласно правилам котлонадзора:

- двумя пружинными предохранительными клапанами, из которых один является контрольным; на котлах без пароперегревателя оба клапана устанавливаются на верхнем барабане (и любой может быть выбран как контрольный); на котлах с пароперегревателем контрольным служит клапан на выходном коллекторе пароперегревателя;

- двумя водоуказательными приборами;

- необходимым количеством термометров, манометров, запорной, дренажной и сливной арматуры;

- приборами регулирования и безопасности

2.2 Чугунные экономайзеры котлов ЭБ

Чугунные экономайзеры котлов ЭБ состоят из пакетов чугунных ребристых труб (чугунная ребристая экономайзерная труба). Несколько горизонтальных рядов труб (до восьми) образуют группы, которые компонуют в одну или две колонки, разделенные металлической перегородкой. Группы труб (в чугунном экономайзере - чугунные экономайзерные трубы, в стальном экономайзере - стальные трубы) собирают в каркасе с глухими стенками, состоящими из изоляционных плит, обшитых металлическими листами. Торцы экономайзеров закрывают съемными металлическими щитами. Вода, нагнетаемая насосом в крайнюю нижнюю трубу нижнего ряда экономайзера, последовательно проходит все трубы и отводится из крайней трубы верхнего ряда через соединительную трубу в барабан котла. Для улучшения теплообмена, движение воды в экономайзере происходит снизу вверх, а газов в газоходе -- сверху вниз.

Кроме того, необходим манометр, а в самой верхней части экономайзера -- краники или приспособления для автоматического выпуска воздуха. Предохранительный клапан ставят на входной линии экономайзера перед запорным вентилем для защиты напорной линии от гидравлических ударов, которые могут возникнуть, например, при быстром пуске в ход поршневого нагнетательного насоса. Второй предохранительный клапан устанавливают в самой верхней точке экономайзера на выходной линии для выпуска воды при повышении давления.

Питательная линия присоединяется к экономайзеру котла таким образом, чтобы была возможность осуществлять питание котла, минуя экономайзер. Следует особо отметить ответственное значение обводного вентиля. Случайное открытие его при не переключенном потоке дымовых газов может вызвать вскипание воды в экономайзере котла и аварию, поэтому его следует запломбировать в закрытом состоянии. Срывать пломбу и открывать обводной вентиль можно только в случае необходимости выключения экономайзера для ремонта или осмотра.

Закипание воды в чугунном экономайзере вызывает нарушение питания котельной установки, сопровождается гидравлическими ударами и приводит к аварии.

По нормам, при входе воды в экономайзер и выходе ее из него должны быть установлены два предохранительных клапана и два запорных вентиля, причем, при перекрытии запорных вентилей в системе экономайзера, не отключенным от него должен оставаться хотя бы один из предохранительных клапанов.

Использование паровой или газоимульсной очистки (обозначается, "П" и "И" соответственно) позволяет постоянно иметь чистые поверхности нагрева экономайзера котла, что позволит экономить топливо при минимальном уровне обслуживании и практически полном исключении ручного труда. Экономайзер котла может комплектоваться устройством очистки поверхностей нагрева - ГУВ (генератор ударных волн).

При монтаже, чугунный экономайзер котла устанавливается на фундамент, отдельные блоки соединяются между собой калачами, каркасы экономайзеров свариваются, изготавливается и устанавливается подводящий газовый короб с взрывными предохранительными клапанами, экономайзер подключается к питательным трубопроводам котла. Монтаж системы очистки производится в соответствии с проектом котельной и паспортом. Чтобы обеспечить газоплотность между экономайзером и фундаментом должен прокладываться листовой или шнуровой асбест. При креплении к фундаменту, нижняя рама экономайзера приваривается к закладным элементам. Верхний газовый короб приваривается сплошным швом. У двухколонковых экономайзеров перегородки экономайзера и газового короба должны быть сварены между собой. По окончании монтажа экономайзер котла подвергается гидравлическому испытанию. Технические характеристики чугунного экономайзера указаны в таблице 2.2.1:

Таблица 2.2.1 - Чугунный экономайзер ЭБ

2.3 Газовые горелки

2.3.1 Общие сведения

Применение газовых горелок имело место уже в девятнадцатом веке, в конце которого такое оборудование освещало улицы, чем был спровоцирован рост потребления газа. Впоследствии же газовые горелочные устройства нашли свое применение во многих областях, разделившись на огромное количество различных видов по целевому назначению и по требованиям, предъявляемым к конструкции оборудования, составной частью которого они являются. Современные газовые горелки бывают: инжекционными, комбинированными, двухпроводными, диффузионными, газотурбинными. Делятся газовые горелочные устройства по способу и типу подачи топлива. Газ в горелку может нагнетаться под низким, средним, и высоким давлением. По названным вариантам газовые горелки классифицируются на горелки низкого, среднего и высокого давления. Способ сжигания энергоносителя также является основой для деления газовых горелочных устройств на несколько групп. По этому критерию выделяют бесфакельные и факельные горелки. В первом случае смешение газа и воздуха происходит в необходимых для сжигания газа пропорциях, во втором имеет место неполное смешение.

Газовые горелочные устройства состоят из горелочной насадки, снабженной стабилизирующим устройством, и смесителя. В зависимости от того, какое целевое назначение имеет горелка, существуют различные конструктивные вариации этого оборудования, между которыми можно осуществлять выбор. Каждый из видов газовой горелки имеет свои особенности.

Горелки бесфакельного типа (полного предварительного смешения газа с воздухом). В горелках такого рода может производиться сжигание только заранее подготовленных газовоздушных смесей стехиометрического состава. Стехиометрической называется такая смесь, в которой на 1 м³ горючего газа приходится теоретически необходимое для горения количество воздуха и, кроме того, газ и воздух полностью перемешаны между собой.

В этом случае нет затрат времени на смешение потоков газа и воздуха в зоне горения, что приводит к резкому увеличению скорости горения и, как следствие, к резкому возрастанию температуры в этой зоне. Последнее обстоятельство, способствуя еще большей активизации процесса горения газа, позволяет получить при коэффициентах избытка воздуха, практически равных 1, наиболее совершенное сжигание газа при полном отсутствии потерь теплоты от химического недожога. Так как при этом размеры видимого факела сокращаются почти до нуля, процесс сжигания газа и получил название беспламенного.

Сжигание предварительно подогретой до температуры воспламенения и раздробленной газовоздушной смеси стехиометрического состава было осуществлено в беспламенных горелках, предназначенных для бытовых газовых плит.

Беспламенное сжигание непрогретых стехиометрических смесей осуществлено в керамических блоках, туннелях. Рядом экспериментальных исследований и эксплуатационных наблюдений доказано, что перевод котлов и печей на беспламенное сжигание газа повышает их КПД на 15ч20 %. При этом полностью устраняются потери теплоты от химического недожога, увеличивается лучистый теплообмен в топочном пространстве и резко сокращаются потери теплоты с уходящими газами.

При использовании беспламенных горелок имеется возможность обеспечить усиленный прогрев нижней зоны печи за счет мощного направленного излучения горелки на стены. Другим положительным свойством беспламенных горелок является то, что продукты сгорания после них содержат существенно меньше наиболее вредных продуктов недожога -- оксидов углерода СО и азота NO. Исследованиями специалистов-теплотехников в последние десятилетия было доказано, что при сжигании топлива в большинстве промышленных топочных устройств наблюдается оксидирование кислородом воздуха некоторого количества азота с образованием оксидов азота NO. По степени вредности NO на порядок превосходят СО, ранее считавшийся наиболее вредным компонентом. Установлено, что для образования NO необходимо, чтобы в топке создавались максимально возможные температуры; сам процесс оксидирования азота требует определенного времени для развития и завершения. В диффузионных горелках зона горения с высокой температурой растянута и создаются возможности для образования NО. В инжекционных горелках зона горения заметно короче; однако протяженность зоны высоких температур достаточно велика, так как пламя инжекционной горелки имеет низкую излучательную способность и поэтому охлаждается сравнительно медленно, вследствие чего в них также может образовываться NO. В беспламенных горелках процесс горения имеет специфический характер: продукты сгорания уже в зоне горения передают значительное количество теплоты излучающей панели и благодаря этому сразу заметно охлаждаются. При сниженных температурах газа реакции оксидирования азота прекращаются. Исследования состава продуктов сгорания, отобранных из топок, оборудованных газовыми горелками инжекционного и беспламенного типов, показали, что содержание СО и NO при использовании беспламенных горелок значительно ниже.

Инжекционные газовые горелки в качестве главной своей характеристики имеют то, что воздух в них засасывается (инжектируется, от чего и название) извне. Приготовление же газовоздушной смеси осуществляется уже непосредственно в теле самой горелки. Газовое горелочное устройство данного типа осуществляет нагнетание воздуха за счет энергии воздушной струи, нагнетая внутри горелки давление, близкое к атмосферному. Газовые инжекционные горелки полного смешения, имеющие также название горелки среднего давления, образуют короткий единоразовый факел, проводя сжигание газа в количестве минимального топочного объема. Газовые же инжекционные горелочные устройства низкого давления обеспечивают лишь подачу первичного количества воздуха в горелку. Остальной воздух, необходимый для сгорания газа нагнетается за счет подсасывания, ставшего возможным за счет разрежения, присутствующего в топках. В топках, имеющих большой объем, используют блочные конструкции, которые имеют в своем составе два и более горелочных устройства.

Комбинированная газовая горелка - оборудование, обеспечивающее сжигание нескольких видов топлива. Комбинированные горелочные устройства делятся на пылегазовые или газомазутные. Газомазутная горелка образуется из трех частей: газовой, мазутной и воздушной. За счет взаимодействия этих частей обеспечивается подвод газа, мазута и воздуха в пропорциях, необходимых для горения. Пылегазовая горелка, в которой газ сжигается после тщательного перемешивания с воздушными завихрениями, оборудуется устройством телескопического типа, с помощью которого поставляющая пылевоздушную смесь труба убирается вовнутрь.

Двухпроводная горелка - еще одна из существующих газовых горелочных устройств, оснащаемая вентилятором для принудительного нагнетания воздуха. Горелка, в которой газ сохраняется на уровне либо низкого, либо среднего давления, называется «дутьевой». Такие горелочные устройства характеризуются бесшумностью в работе, высокой производительностью и небольшими габаритами. Данный тип горелок устойчив низкого противодействия в топочном устройстве.

Диффузионный тип горелки нуждается в том, чтобы газ и воздух подводились в топочную камеру. Горелки монтируется на бортах печи или топки. Бытовые газовые горелки, которые применяются в отопительных котлах, получили названия подовых. Размещаются такие устройства в нижней части внутри топки. Подовая газовая горелка представляет собой совокупность газораспределительных труб с проделанными в них отверстиями. Устанавливаются эти трубы либо в специальных каналах под топкой, либо на колосниковой решетке. Функцией канала является поставка воздуха. Пламя начинается в отверстиях трубы, заканчиваясь в топочной камере. Стоит отметить, что при не обеспечении должного повышенного коэффициента избытка воздуха, газовая горелка может не сжечь газ в полном объеме. Подобные горелочные устройства имеют достаточно широкий спектр применения: они могут быть использованы и как бытовые горелки в водогрейных котлах, и как горелочные устройства в мартеновских и стекловаренных печах.

Газотурбинные горелочные устройства осуществляют свою работу за счет вентилятора, нагнетающего воздух. Вентилятор устанавливается непосредственно на газовую турбину. Такой тип газовых горелок носит название турбогорелок Эйкарта. Интенсивность горения регулируется давлением газа. Данные горелочные устройства могут применяться в сфере, в которой используются бытовые газовые горелки, в топках котлов.

2.3.2 Условия устойчивой работы горелок

Устойчивость горения является существенным фактором, определяющим надежность работы газовых горелок. В практике сжигания газа часто приходится сталкиваться с нарушением устойчивой работы горелок, вызываемым либо отрывом пламени от насадка горелки, либо проскоком пламени в ее смесительную часть. Пламя сохраняет устойчивость, т. е. остается неподвижным относительно насадка горелки, в тех случаях, когда в зоне горения устанавливается равновесие между стремлением пламени продвинуться навстречу потоку газо-воздушной смеси и стремлением потока отбросить пламя от горелки, однако такое равновесие наблюдается в очень узком диапазоне скоростей выхода газо-воздушной смеси из горелки.

Отрыв пламени возникает, когда скорость истечения газо-воздушной смеси превосходит скорость распространения пламени и оно, отрываясь от горелки, полностью или частично гаснет. Отрыв пламени может происходить при розжиге или выключении горелок, а во время работы -- из-за быстрого изменения нагрузки или при чрезмерном увеличении разрежения в топке, и может иметь место у всех типов горелок. Отрыв пламени приводит к загазованию топки и газоходов, а также к накоплению в помещении газов. Это может повлечь за собой взрыв в топочной камере или газоходах агрегата с последующими серьезными разрушениями. Проскок пламени (обратный удар) -- это проникновение пламени внутрь горелки. Такое явление происходит в том случае, когда скорость истечения газо-воздушной смеси из горелки меньше скорости распространения пламени. Чаще всего проскок происходит при неправильном зажигании и выключении горелки, а также при быстром снижении ее производительности. В результате проскока может произойти перегрев горелки или хлопок внутри нее, а также прекращение горения и загазовано помещения. Проскок пламени может быть только у горелок с предварительным смешением газа и воздуха. Уменьшение содержания первичного воздуха в смеси расширяет пределы устойчивого горения, так как возрастает значение скорости, при которой наступает отрыв, и уменьшается значение скорости, когда наступает проскок пламени. Таким образом, область устойчивого горения газа в горелке располагается между кривыми проскока и отрыва пламени, следовательно, от ширины этой зоны зависит степень регулирования газовой горелки.

Существенное влияние на надежность работы многофакельных горелок, особенно частичного предварительного смешения, оказывает величина расстояния между отверстиями, при которой происходит надежное зажигание факелов друг от друга. В то же время уменьшение расстояния между отверстиями может привести к слиянию факелов, что затруднит подвод вторичного воздуха к ним. Следовательно, расстояния между газовыпускными отверстиями в горелке следует выбирать так, чтобы, с одной стороны, было обеспечено надежное зажигание факелов друг от друга, а с другой -- отсутствовало слияние факелов.

2.3.3 Подготовка к включению газовых горелок

Прежде чем приступить к подготовке агрегата и включению горелок, необходимо проветрить помещение в течение не менее 10 мин и убедиться, что в помещении не пахнет газом. Затем производят наружный осмотр газового оборудования, газопроводов и арматуры. Проверяют состояние манометров и устанавливают их на нулевое положение, после чего открывают краны перед манометрами. Также следует убедиться, что все краны и задвижки на газопроводе закрыты, за исключением крана на продувочном газопроводе. При кратковременной остановке основного оборудования (не более одной смены) задвижки после ГРУ и задвижки перед и после газового счетчика могут находиться в открытом положении. Необходимо проверить записи в сменном журнале о ликвидации неисправностей, обнаруженных предыдущей сменой.

Подготовка оборудования к пуску производится согласно инструкции по эксплуатации для установок данного типа. Газовый тракт агрегата перед пуском должен быть тщательно провентилирован. Для этого шиберы газового тракта пускаемого агрегата и на общем газоходе полностью открываются, также полностью открываются имеющиеся в топке поддувальные дверцы и лазы.

Агрегаты, имеющие значительное сопротивление газового тракта и искусственную тягу, вентилируются путем пуска дымососа. Однако включать дымосос, имеющий нормальное (не взрывобезопасное) исполнение, можно только в том случае, если газовый тракт котла не загазован. При использовании обычных дымососов и невозможности осуществить вентиляцию газового тракта естественной тягой приходится поступать следующим образом. Полностью открываются шаберы газового тракта, включается дутьевой вентилятор, и воздух подается в топку через горелки. При атом топочные дверки и лазы должны быть плотно закрыты, а помещение цеха следует усиленно вентилировать. Затем через несколько минут пускается дымосос и производится обычная вентиляция газоходов котла в течение 10 ч 15 мин. Описанная схема вентиляции путем предварительного пуска вентилятора возможна только для агрегатов, имеющих горелки с принудительной подачей воздуха. Одновременно с вентиляцией газоходов обычно производят продувку внутрицехового газопровода и газопровода пускаемой установки. Окончание продувки контролируется анализом пробы газа, взятой из концевой части газопровода. Затем осуществляется пуск регуляторной установки (если она имеется) согласно инструкции.

2.3.4 Порядок монтажа газовых горелок

Использование газовых горелок сопряжено с определенными рисками, в связи, с чем очень важно правильно совершать их монтаж. Монтаж горелок имеет несколько стадий.

Во многих случаях заводы не поставляют горелки совместно с агрегатами -- они изготовляются монтажными организациями непосредственно на месте. При изготовлении деталей, отдельных узлов или всех горелок целиком необходимо применять материалы в строгом соответствии с указанными в нормалях или рабочих чертежах. Допускается использование для горелок только материалов, имеющих сертификаты заводов-изготовителей. Кромки деталей горелок должны быть ровными, необходимо удалить наплывы, неровности и заусенцы. Детали горелок, изготовленные гибкой, отбортовкой и штамповкой, не должны иметь трещин, глубоких вмятин и других дефектов.

При сборке узлов и деталей под сварку должно обеспечиваться правильное взаимное расположение свариваемых частей. Допускаются следующие виды сварки:

- автоматическая (полуавтоматическая) электросварка;

- ручная электродуговая сварка;

- ацетиленокислородная сварка.

Все подлежащие сварке детали должны быть предварительно очищены от ржавчины, окалины и грязи.

Размеры фланцев в свету должны сопрягаться с присоединительными элементами горелок, сами фланцы должны быть отрихтованы, а забоины, выступы и вмятины необходимо выправить. В узлах и деталях, соединяемых при помощи болтов, винтов или шпилек, не допускается несовпадение болтовых отверстий и их односторонняя разделка. Овальность отверстий не должна превышать допуска на диаметр. Все размеры деталей и узлов горелок выполняются с соблюдением допусков на изготовление, указанных в рабочих чертежах или нормалях.

Монтаж газовых горелок включает в себя как непосредственно установку горелки, так и связанные с этим обмуровочные работы по топке. Многообразие конструкций газовых горелок не позволяет дать общие рекомендации по порядку их монтажа, однако некоторые операции по монтажу будут общими для большинства типов горелок. Установка газовых горелок на новые агрегаты, специально предназначенные для работы па газе, не представляет затруднений и поэтому здесь не рассматривается.

Обычно монтажные работы при переоборудовании агрегатов на сжигание газа и установке горелок с фронта котла начинаются с демонтажа существующего топливо-сжигающего устройства и разборки кладки. Затем производится крепление фронтового листа и установка горелки, присоединение ее к газопроводу и воздуховоду. Последним этапом работы является изготовление амбразуры горелки из огнеупорных материалов.

Инжекционные горелки среднего давления без стабилизаторов монтируются в такой последовательности. Устанавливается фронтовой лист, к которому на болтах крепится насадок горелки. Сама горелка устанавливается на специальную подставку, изготовляемую из уголков или труб. Далее горелка соединяется с подводящим газопроводом. В зависимости от конструкции агрегата к кладке размещается керамический туннель или на под, выложенный на колосниковой решетке, насыпается шамотная горка.

При установке инжекционных горелок особое внимание должно бить обращено па соблюдение соосности газового сопла и корпуса смесителя, на точность изготовления сопла с указанным па чертеже допуском и чистотой обработки, а также на устранение грубых шероховатостей (наплывов, заусенцев и др.) на внутренних поверхностях смесителя и выходного насадка.

Монтаж турбулентных горелок начинается также с установки фронтового листа. К нему крепится воздухонаправляющий аппарат, выполненный либо в виде улитки, либо с простым тангенциальным подводом. Затем в кладку со стороны топки заделывается газораспределительная камера, которая на фланце соединяется с газопроводом. Воздухонаправляющее устройство присоединяется к воздухопроводу. Амбразура горелок выкладывается по шаблону, работы ведутся из топочной камеры. После окончания монтажа горелки и обмуровочных работ необходимо просушить обмуровку амбразуры и топочной камеры.

При монтаже подовых горелок особое внимание обращается на качество выкладки пода и правильность установки горелки в щели. Под должен быть плотным во избежание пропуска воздуха помимо щели, а щель -- иметь строго заданные размеры, в особенности по ширине. Горелка должна размещаться строго посредине щели с отклонением по всей длине не более ±1 мм. Плотность пода, выкладываемого всухую, достигается прокладкой асбестового листа толщиною около 5 мм между первым и вторым рядом кирпичей. Кирпичи следует укладывать в перевязку. Часто применяют укладку пода на огнеупорном растворе. Перед монтажом горелок имеющаяся колосниковая решетка должна быть очищена, а изношенные колосники заменены новыми.

2.4 Патентный анализ газовых горелок

1) Горелка для сжигания газа (патент РФ № 2396488)

Изобретение относится к технологии сжигания газообразного топлива в топках котлов и печах и позволяет при его использовании повысить качество сжигания топлива путем улучшения организации смешения струй топливного газа, первичного и вторичного воздуха. Указанный технический результат достигается в горелке для сжигания газа, содержащей цилиндрический корпус, стабилизатор, завихритель газа, причем цилиндрический корпус снабжен регулируемым шибером для подачи воздуха, а с другой стороны корпуса по оси установлен стабилизатор с трубой подачи газа, на наружной цилиндрической поверхности которого жестко закреплены лопатки завихрителя вторичного воздуха, во внутренней полости соосно размещен и жестко закреплен у торца подачи воздуха и газа инжектор, на наружной поверхности которого закреплены лопатки завихрителя газа, а с внутренней стороны - пластинчатый завихритель первичного воздуха с двумя потоками крутки, причем лопатки завихрителей газа и вторичного воздуха и пластинчатый завихритель первичного воздуха имеют одинаковое направление крутки, а завихрители газа и вторичного воздуха имеют еще и равное количество жестко закрепленных аксиально расположенных лопаток.

Недостатками известной горелки является следующее.

1. Прогорание отражателя из-за прямого контакта с факелом при длительной работе в процессе эксплуатации в результате чего горелка преждевременно выходит из строя.

2. Закоксовывание зазора между отражателем и корпусом при эксплуатации в результате провисания отражателя на штоке из-за нагрева и, как следствие, неравномерного зазора, плохой очистки газа, а также при переменных режимах работы горелки при пуске и останове.

3. Недостаточная полнота сгорания топлива в факеле на низких расходах газа из-за плохого перемешивания газа с воздухом.

4. При пуске горелки в работу необходимо ручное регулирование зазора между отражателем и корпусом для определения условий экономичного сжигания газа, так как горелка при малых расходах обладает возможностью саморегулирования, то есть зазор между корпусом горелки и отражателем может быть слишком большим или слишком малым по отношению к количеству горючей смеси. В первом случае факел не развертывается по поверхности стабилизатора и горит коптящим желтым пламенем, во втором случае - возможен отрыв факела от стабилизатора. Все это ведет к перерасходу газа.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества сжигания топлива путем улучшения организации смешения струй топливного газа, первичного и вторичного воздуха.

Заявляемая горелка представлена на рисунке 2.4.1

Технический результат достигается тем, что в горелке для сжигания газа, содержащей цилиндрический корпус, стабилизатор, завихритель газа, цилиндрический корпус снабжен регулируемым шибером для подачи воздуха, а с другой стороны корпуса по оси установлен стабилизатор с трубой подачи газа, на наружной поверхности которого жестко закреплены лопатки завихрителя вторичного воздуха, во внутренней полости соосно размещен и жестко закреплен у торца подачи воздуха и газа, инжектор, на наружной поверхности которого закреплены лопатки завихрителя газа, а с внутренней стороны - пластинчатый завихритель первичного воздуха с двумя потоками крутки, причем лопатки завихрителей газа, первичного и вторичного воздуха имеют одинаковое направление крутки, а завихрители газа и вторичного воздуха имеют еще и равное количество жестко закрепленных, аксиально расположенных лопаток.

Горелка для сжигания газа содержит цилиндрический корпус 1, с одной стороны которого установлена съемная крышка 2 воздушного шибера с пружинными винтовыми регуляторами 3 величины открытия заслонки 4 шибера, с другой стороны - по оси смонтирован стабилизатор 5, имеющий форму полого цилиндра, с одного конца которого закреплен диск. На наружной поверхности цилиндра стабилизатора 5 равномерно по окружности жестко закреплены аксиально расположенные лопатки 6 и труба 7 топливного газа. Внутри стабилизатора у торца, со стороны трубы 7 топливного газа, закреплен инжектор 8, имеющий равномерно расположенные по окружности лопатки 9, являющиеся завихрителем топливного газа, которые предназначены для закручивания топливного газа в высокоскоростной жгут. Внутри инжектора 8 закреплен пластинчатый аксиальный завихритель 10 для закручивания первичного воздуха.

Рисунок 2.4.1 - Горелка для сжигания газа (патент РФ № 2396488)

Формула изобретения

Горелка для сжигания газа, содержащая цилиндрический корпус, стабилизатор, завихритель газа, отличающаяся тем, что цилиндрический корпус снабжен регулируемым шибером для подачи воздуха, а с другой стороны корпуса по оси установлен стабилизатор с трубой подачи газа, на наружной цилиндрической поверхности которого жестко закреплены лопатки завихрителя вторичного воздуха, во внутренней полости соосно размещен и жестко закреплен у торца подачи воздуха и газа инжектор, на наружной поверхности которого закреплены лопатки завихрителя газа, а с внутренней стороны - пластинчатый завихритель первичного воздуха с двумя потоками крутки, причем лопатки завихрителей газа и вторичного воздуха и пластинчатый завихритель первичного воздуха имеют одинаковое направление крутки, а завихрители газа и вторичного воздуха имеют еще и равное количество жестко закрепленных аксиально расположенных лопаток.

2) Горелочное устройство (патент РФ № 2327928)

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано в нагревательных печах и камерах сгорания газотурбинных установок. Горелочное устройство содержит центральную топливную форсунку и коаксиальные кольцевые обечайки, образующие воздухоподводящие каналы, снабженные разнонаправленными лопаточными завихрителями, а также конические отражатели, установленные на выходе из каждого канала с возможностью отклонения воздушных потоков от центра к периферии, при этом углы наклона лопаток смежных завихрителей выполнены разновеликими с соотношением 0,5-0,8. Технический результат заключается в повышении равномерности нагрева топочного объема путем усиления интенсивности турбулентности воздуха за счет перекрещивания его веерных закрученных потоков.