Теплогенераторами называются устройства, предназначение которых заключается в подогреве воздуха, используемого для воздушного отопления. Также под теплогенераторами подразумевается оборудование, задача которого состоит в получении смеси продуктов сгорания и воздуха, применяемого в качестве теплоносителя в сушильных процессах. При этом теплогенераторы могут иметь различные конструкции и рабочие параметры. В данной статье мы поговорим про некоторые теплогенераторы, а именно про теплогенераторы типа ТЛ, теплогенераторы ВостИО и теплогенераторы «ЮМАС».
Но сначала пара слов о теплогенераторах в общем. В теплогенераторах сжигается в основном природный газ или легкое дизельное топливо. Различают два типа теплогенераторов: смесительные воздухонагреватели и рекуперативные. В смесительных воздухонагревателях продукты сгорания топлива смешиваются в определенных пропорциях с нагреваемым воздухом, поднимая его температуру. В воздухонагревателях рекуперативного типа тепло от продуктов сгорания передается воздуху через разделяющую стенку. Теплогенераторы оснащаются либо обычными горелочными устройствами, применяемыми для печей и топок, либо специальными, являющимися неотъемлемой частью воздухонагревателя.
Перейдем к знакомству с некоторыми представителями теплогенераторов. Первым оборудованием, которое будет рассмотрено в данной статье, будут теплогенераторы типа ТЛ. Теплогенераторы ТЛ являются устройствами смесительного типа. Они разработаны НПФ «Горелочный центр» для получения теплоносителя с температурой 400-800 °С. Разработанная серия охватывает диапазон тепловой мощности от 0,14 до 10,0 МВт. Серия состоит из двух типов конструктивных схем, различающихся способом смешения теплоносителей. Ниже описаны теплогенераторы двух характерных схем ТЛ-0,14 и ТЛ-0,7.
Что же можно сказать про теплогенератор ТЛ-0,14? Воздухоподводящий корпус, который имеет оборудование, с тыльной стороны закрыт фланцем, на котором при помощи шпилек крепится кольцевой газовый коллектор. К передней стенке коллектора приварены лопатки завихрителя воздуха, между которыми установлены газовые сопла. К завихрителю примыкает камера горения. На торцевом фланце теплогенератора установлены электроды для зажигания смеси и контроля наличия пламени.
При работе теплогенератора воздух, подводимый в корпус, разделяется на два потока. Один поток, охлаждая встречным движением стенку камеры горения, заходит в воздушный завихритель и смешивается с газом, вытекающим из сопел. Вторая часть воздуха прямотоком охлаждает выходной торец камеры горения и подмешивается к продуктам полного горения. Окончательное перемешивание потоков происходит в газоходе для подачи теплоносителя.
Теплогенератор ТЛ-0,7 выполнен аналогично теплогенератору ТЛ-0,14, но имеет две камеры сгорания. В первой камере происходит смешение потоков и их неполное горение. Во второй камере благодаря подводу воздуха через дополнительный завихритель происходит дожигание остатков горючих компонентов. Природный газ в зону смешения с воздухом подается через сопла периферийного газового коллектора и через аксиальный лопаточный завихритель, установленный на оси теплогенератора в месте размещения запального устройства. Такая схема подачи газа и воздуха позволяет повысить качество сжигания топлива и расширить диапазон регулирования теплопроизводительности и температуры теплоносителя.
Теплогенераторы ВостИО. Восточным институтом огнеупоров разработана серия теплогенераторов, предназначенных для получения теплоносителя с температурой от 100 до 1000 °С. Теплогенераторы используются в основном для отопления сушил огнеупорной промышленности. Теплогенераторы выпускаются по индивидуальному заказу. Теплогенератор состоит из воздухоподводящего корпуса и встроенной футерованной камеры горения. Габаритные размеры теплогенераторов и соотношение размеров их элементов зависят от требуемой температуры и количества теплоносителя.
Разработаны две серии теплогенераторов, отличающихся конструкциями горелочных устройств и устройствами для ввода воздуха. Так, например, в одном теплогенераторе а применяются специальные горелочные устройства и имеется общий подвод воздуха. Воздух от вентилятора поступает в теплогенератор через трубопровод сплошным потоком, который затем разделяется на два параллельных потока патрубком. Воздух, движущийся по патрубку, через коническую распределительную решетку поступает в камеру горения для сжигания топлива. Количество воздуха, подаваемого на горение, регулируется дросселем.
Топливо подают в горелку (форсунку). Футеровку выполняют из термостойких огнеупорных материалов. На выходе топочная камера имеет стабилизирующую решетку. Воздух на разбавление топочных газов движется по трубе и в камере смешивается с продуктами полного сгорания. Расход воздуха на разбавление регулируют дросселем. Розжиг теплогенератора осуществляют запальником через люк. Напряжение топочного объема до 6,4-106Вт/м3. В теплогенераторе, взятом для примера, применяются нормализованные горелочные устройства, устанавливаемые на торцевой стенке камеры горения с индивидуальным подводом воздуха для сжигания топлива и горелочным туннелем.
Теплогенераторы «ЮМАС». Межотраслевой творческой группой «ЮМАС», лабораторией «Газодинамика и горение» Казанского филиала Московского энергетического института и ЗАО «Кулон» разработана серия теплогенераторов тепловой мощностью от 0,17 до 1,1 МВт. Теплогенераторы предназначены для получения теплоносителя путем сжигания природного газа и разбавления продуктов сгорания рециркулирующими дымовыми газами. Принципиальная схема теплогенератора может быть рассмотрена на примере устройства с тепловой мощностью 0,6 МВт. На торцевом фланце корпуса теплогенератора установлено горелочное устройство, амбразура которого соединена со встроенной камерой горения. Стенки камеры горения, так же как у теплогенератора для сжигания коксового газа, выполнены из системы обечаек, установленных с кольцевым зазором. Камера смешения имеет щелевые каналы с регуляторами, позволяющими регулировать качество смешения продуктов сгорания и продуктов рециркуляции.
При работе теплогенератора сжигание природного газа производится при помощи двухпроводной горелки, в которую вместе с газом подается первичный воздух. Стенки камеры горения интенсивно охлаждаются с двух сторон: с внешней стороны подводимым потоком вторичного воздуха или рециркулята, с внутренней стороны — воздушной завесой, сформированной потоком, вытекающим через кольцевой зазор между обечайками. Сжигание газа в камере горения происходит при коэффициенте расхода воздуха 1,05. Регулирование качества горения осуществляется при помощи специального интенсификатора, позволяющего изменять интенсивность турбулентности в хвостовой части факела, разбавленной балластирующими продуктами. Регулирование смешения продуктов полного сгорания и рециркулирующих газов осуществляется регуляторами, изменяющими глубину проникновения струй рециркулята в поток продуктов сгорания. Это позволяет получить поток теплоносителя с равномерным полем температур 180 °С. Коэффициент рабочего регулирования теплогенератора — 3. Давление газа и первичного воздуха перед теплогенератором определяется характеристиками применяемых горелочных устройств.
Источник: ООО «Вемиру»
E-mail: [email protected]
URL: www.vemiru.ru