Горелки энергетических котлов промышленных ТЭЦ и электростанций
Горелочные устройства крупных котлов обычно выполняются как комбинированные, т. с. рассчитываются на сжигание двух видов топлива. Наибольшее распространение получили газомазутные и пылегазовые горелки. Однако могут быть горелки, работающие на всех трех видах топлива, т. е. твердом, жидком и газообразном.
Для сжигания природного газа и жидкого топлива в Центральном котлотурбинном институте им. И. И. Ползунова разработана газомазутная горелка большой производительности. В качество аппарата для закручивания воздушного потока применен цилиндрический регистр с профилированными лопатками, обеспечивающий хорошее смешение топлива с воздухом. Регистр выполняется правым (направление закрутки потока воздуха — по часовой стрелке) или левым (направление закрутки — против часовой стрелки). В горелке осуществляется периферийная подача газа через два ряда отверстий одинакового диаметра. Горелка комплектуется электрозапальным устройством, фотодатчиком, обеспечивающим безопасную работу, и жалюзийным клапаном. Давление воздуха перед горелками поддерживается в пределах 120-150 мм вод. ст.
Разработанная Белгородским котлостроительным заводом газомазутная горелка предназначена для установки на котлах паропроизводительностью до 30 т/ч. Также в рамках данной темы может быть рассмотрена газомазутная горелка Оргмонтажэнергогаза (ОЭН), применяемая для паровых котлов производительностью до 40 т/ч. Горелка сконструирована на базе мазутной форсунки воздушного распыливания системы Оргэнергонефти. Газовая часть горелки выполнена в виде кольцевой цилиндрической камеры, закапчивающейся выходной головкой, в которой расположены газовыпускные отверстия. Газовыпускные отверстия располагаются в один ряд под углом 45° к оси закрученного потока воздуха. Закрутка первичного воздуха осуществляется в завихрителе с профилирующими лопатками, который при работе на мазуте служит для турбулизации распиливающего воздуха. Кроме того, при работе на мазуте в горелку подается вторичный воздух, получающий закрутку в особом регистре. Давление первичного воздуха должно быть не менее 180 мм вод. ст., а количество его должно составлять 60 ч- 70% от общего количества воздуха, необходимого для полного сгорания. В качестве резервного топлива предусмотрены мазут с паровым распылом. Разработаны различные модификации горелок ОЭН, как комбинированные газомазутные, так и просто мазутные. Производительность их по мазуту колеблется от 75 до 750 кг/ч.
Газомазутные горелки ГМГ и НГМГ, разработанные в ЦКТИ, идентичны по конструкции и состоят из газовоздушной части, мазутной форсунки, регисторов первичного и вторичного воздуха, фронтовой плиты. Горелки отличаются способом распиливания мазута. Для горелок ГМГ применяется паромеханическая форсунка, а для горелок НГМГ — пневматическая низконапорная форсунка.
Регистр первичного воздуха представляет собой лопаточный аппарат с прямыми лопатками, установленными под углом 45°, и служит для подвода закрученного воздушного потока к корню факела. Регистр вторичного воздуха устроен так же и служит для закрутки воздушного потока. Для горелок типа НГМГ торцевая стенка регистра вторичного воздуха выполнена в виде пережима для увеличения выходной скорости воздуха, так как воздух является в данном случае распыливающей средой. Для нормальной работы горелок необходимо вести подогрев мазута до температур, обеспечивающих вязкость 3-4° для паромеханических форсунок и до 6° — для пневматических низконапорных форсунок. Мазут перед горелками должен быть профильтрован через сетку с ячейками не более 0,75 X 0,75 мм.
Давление распиливающего пара для горелок ГМГ поддерживается в пределах 0,7 2,0 кг/см2 на всех режимах. При работе на нагрузках выше 70% от номинальной подача пара для распыла не обязательна. Не рекомендуется применять пар для распиливания с температурой более 200° С, а также высоковлажный пар. В первом случае увеличивается опасность коксования распылителей, а во втором — ухудшается качество распиливания. После воспламенения жидкого топлива подача газа прекращается и устанавливается необходимый режим горения. Допускается одновременное сжигание газа и мазута. При всех переключениях подача вторичного воздуха не прекращается. Зажигание горелок осуществляется либо автоматическими запальниками, либо переносными запальниками вручную. При зажигании в горелку подается только первичный воздух.
Далее может быть рассмотрена низконапорная газомазутная горелка НГМГ. Распиливание жидкого топлива в ней булизация потока. Это обеспечивает хорошее распиливание топлива на всех режимах работы горелки. Основное количество воздуха, необходимое для горения, подается под давлением 100-150 мм вод. ст. через второй завихритель. Давление и расход распыливающего воздуха остаются постоянными при всех режимах работы горелок, а количество воздуха, идущего на горение, регулируется в зависимости от расхода топлива через горелку. Закрутка воздуха регистрами осуществляется в одну сторону. Правое или левое вращение воздуха выбирается в зависимости от компоновки горелок. Топливо подается в зону распиливания через отверстия в топливном стволе, при этом распыл топлива, по данным испытаний ЦКТИ, получается близким к обеспечиваемому механическими форсункам
