Совершенствование сжигания природного газа на отопительных чугунных секционных котлах с горизонтально-щелевыми (подовыми) горелками

• Автор: Бирюзова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 231 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ГАЗОГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ЧУГУННЫХ СЕКЦИОННЫХ КОТЛАХ.

1.1. Многофакельные инжекционные горелки низкого давления

1.2. Инжекционные однофакельные горелки.

1.2.1. Установка на колосниковой решетке

1.2.2. Установка горелок в поддувальной части топки с демонтажем колосников

1.3. Горелки с принудительной подачей воздуха.

1.4. Переоборудование чугунных котлов с использованием горизонтальнощелевых подовых горелок без принудительного дутья

1.4.1. Расположенных на колосниковой решетке

1.4.2. Установка горелок в поддувальной части топки с демонтажем колосников

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Цель, общая методология и программа проведения
работ.
2.2. Методика исследований равномерности распределения воздушного потока подлине горелки
2.3. Методика исследования энергоэкологических показателей работы котельного агрегата при отсутствии химической неполноты сгорания.
2.4. Методика исследований величины потерь теплоты в окружающую среду.
2.5. Методика исследования влияния регулируемых факторов на длину пламени.
2.6. Математическая обработка результатов измерений.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Исследование равномерности распределения воздуха по длине щели
3.2. Энергоэкологические показатели работы горелки.
3.3. Длина пламени.
3.4. Потери теплоты в окружающую среду.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ РАСЧЕТА
ДЛИНЫ ФАКЕЛА.
4.1. Диффузионный факел
4.1.1. Ламинарный диффузионный факел.
4.1.2. Турбулентный диффузионный факел.
4.2. Кинетический факел
4.2.1. Ламинарный кинетический факел.
4.2.2. Турбулентный кинетический факел.
4.3. Смешанный метод сжигания газа.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ГОРИЗОНТАЛЬНОЩЕЛЕВОЙ ПОДОВОЙ ГОРЕЛКИ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ДУТЬЕМ
5.1. Варианты реконструкции чугунных секционных котлов
5.2. Описание конструкции модернизированной горизонтальнощелевой подовой горелки с принудительным дутьем
5.3. Разработка методологии расчета горизонтальнощелевых подовых горелок с принудительным дутьем
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ .
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Лспгипроинжпроектом, диаметры смесителей принимаются равными и мм; площади огневых щелей и окон для поступления первичного воздуха примерно одинаковы (приблизительно % от площади смесителей). Число смесителей зависит от тепловой мощности горелки, определяемой поверхностью нагрева котла. Исследования работы этих горелок в секционных котлах показали, что при СХ|=0,4 возникают прозрачные пламена высотой до 0 мм []. Сгорание газовоздушной смеси завершается в пределах топки без выноса пламени в газоходы котла. Эксплуатационные наблюдения показали также отсутствие как отложение сажи в газоходах и на наружных поверхностях секций, так и вибраций на распространенных типах котлов. Диапазон устойчивой работы горелок укладывается по давлению в пределы 0- Па. Рис. Рассмотренные горелки могут применяться для сжигания не только природных, но и других газов низкого давления при изменении размера горелок. Особое внимание должно уделяться коэффициенту избытка первичного воздуха в смеси, который должен быть на -% меньше верхнего предела воспламеняемости и одновременно несколько больше предела возникновения желтых пламен. Анализируя эти данные, можно сделать вывод, что многофакельные инжекционные горелки низкого давления обеспечивают хорошее сжигание газа, оксиды азота - -0 мг/м3, равномерное распределение теплового потока по всем секциям котла. Пламя равномерно заполняет топочный объем топки и не касается поверхностей нагрева, КПД 0,-0,. Инжекционные однофакельные горелки. Установка на колосниковой решетке. При переоборудовании чугунных секционных котлов тепловой мощностью более 0 кВт конструктивно не удается разместить на колосниковые решетки инжекционные газовые горелки низкого давления многофакелыюго типа. Поэтому приходится устанавливать горелки, имеющие большую единичную тепловую нагрузку, например, инжекционные среднего давления. На рисунке 1. НРч поверхностью нагрева м2 с установкой инжекционных газовых горелок среднего давления однофакельного типа. С котла снимается существующая фронтовая гарнитура и на шпильках для ее крепления устанавливается специальный фронтовой лист. В нем имеется отверстие для гляделки и запальника, перекрываемое раздвижными шторками. Инжекционные горелки среднего давления однофакельиого типа инжектируют все количество воздуха (ог|=1,), необходимое для сжигания газа. Общий вид горелок показан на рисунке 1. Они рассчитаны для работы в топках с разрежением (в топках отопительных котлов, как правило, разрежение равно - Па. Рис. Установка инжекционных горелок среднего давления на котле НРч. Горелки, разработанные Ленгипроинжгіроектом, изготавливались в литом исполнении двух типов: прямые (типа I) и с поворотом на ° (тип II). Они запроектированы для давления газа в пределах от - кПа до кПа. Все номера горелок изготавливаются с неохлаждаемыми насадками, это упрощает их конструкцию, но приводит к уменьшению диапазона устойчивости при работе (для больших номеров горелок). Во избежание проскока пламени к соплу инжекционные горелки среднего давления конструируются таким образом, чтобы скорость выхода газовоздушной смеси из устья горелки в - раз превышала нормальную скорость распространения пламени для данного газа (для горелок Лснгипроинжпроекта скорость выхода смеси природного газа с воздухом при а=1, и давления газа перед соплом Рг= кПа принята равной - м/с). Рис. Инжекционная горелка среднего давления Лснгипроинжпроекта в литом исполнении: а—тип I; б—тип II. Чтобы пламя не отрывалось от горелок, необходимо устройство искусственных стабилизаторов горения. В качестве стабилизаторов часто применяют керамические туннели или горки и кольцевые стабилизаторы. К недостаткам инжскционных горелок относится малая глубина регулирования, большая длина смесителей, препятствующая созданию горелок большой единичной тепловой мощности, сильный шум при работе. Горелки имеют конструкцию смесительного устройства, аналогичную горелкам атмосферного типа. Огневые насадки имеют форму конфузора и во многих конструкциях плотно примыкают к огнеупорному туннелю или к камере горения.