Разработка газовой горелки с паровым приводом
Содержание
Введение
. Краткая характеристика котельной и оборудования
. Общие сведения котельного оборудования
.1 Общие сведенья о котлах ДЕ 25
.2 Чугунные экономайзеры котлов ЭБ.
.3 Газовые горелки
.3.1 Общие сведения
.3.2 Условия устойчивой работы горелок
.3.3 Подготовка к включению газовых горелок
.3.4 Порядок монтажа газовых горелок
.4 Патентный анализ газовых горелок
. Газовая горелка с паровым приводом
.1 Устройство и принцип работы
.2 Подшипники применяемые в горелке с паровым приводом
. Тепловой расчёт парового котла ДЕ-25-14
.1 Исходные данные для расчёта
.2. Расчёт объёмов воздуха и продуктов сгорания
.3 Поверочный расчет горелочных устройств
.4. Тепловые расчеты
.4.1 Тепловой баланс теплогенератора и расход топлива при использовании горелки ГМ
.4.2 Тепловой баланс теплогенератора и расход топлива после установки модифицированной горелки и подвода подогретого воздуха в топку.
. Мероприятия по охране окружающей среды
.1 Расчет выбросов токсичных веществ в атмосферу
.2 Расчет и выбор дымовой трубы.
. Безопасность труда
.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда
.2 Расчет естественного освещения
.3 Возможные чрезвычайные ситуации
. Расчет технико-экономических показателей
.1 Материальные затраты котельной при использовании газовой горелки ГМ-16
.2 Амортизация основных средств при использовании газовой горелки ГМ-16
.3 Себестоимость отпущенной теплоты при использовании газовой горелки ГМ-16
.4 Определение капитальных вложений на изготовление модифицированной горелки
.5 Материальные затраты котельной при использовании модифицированной горелки
.6 Амортизация основных средств при использовании модифицированной горелки
.7 Себестоимость отпущенной теплоты при модификации котла
.8 Полученная прибыль при использовании модифицированной горелки
Заключение
Список использованной литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Введение
Издавна проблема обогрева помещения была крайне острой в нашей стране, особенно в низкотемпературных регионах. Многие российские объекты теплоэнергетики, построенные еще в середине прошлого века, нуждаются в модернизации котельного оборудования. Потенциал котельных давно себя исчерпал. Морально и физически устаревшее оборудование не позволяет обеспечить необходимый режим теплоснабжения объектов, создаёт угрозу жизни и здоровью населения, тормозит дальнейшее развитие производства.
С проблемой обновления оборудования котельных сегодня нередко приходится сталкиваться руководителям самых различных организаций и служб на производстве и в жилищно-коммунальном секторе. В сложившейся ситуации руководство предприятий не планирует строительство новых котельных, а принимает оптимальное решение - провести модернизацию существующих.
Не стоит избавляться от котла, который еще в отличном состоянии. Старые котлы имеют ряд несомненных достоинств. Они надежны и просты в эксплуатации, доступны при проведении ремонтных работ. Если заменить горелку и установить современную автоматику, то можно продлить срок эксплуатации теплоагрегата ещё на несколько лет.
По оценкам специалистов замена оборудования в котельной обходится более чем на 30 % дешевле строительства новой котельной. В результате модернизации предприятие получает автоматизированную котельную с высокой производственной надежностью, что позволяет значительно сократить затраты на энергоносители и снизить эксплуатационные расходы.
Во многих котельных отечественные водогрейные агрегаты вполне работоспособны и могли бы послужить еще не один год.
В настоящее время существующий парк котельных активно обновляется и модернизируется, однако число требующих реконструкции объектов еще велико. В удручающем состоянии находятся системы автоматизации. Во многих регионах России износ газового оборудования, газоиспользующих установок, средств автоматизации котельных составляет от 60 до 80 %, а по некоторым позициям, например автоматическим системам безопасности, в отдельных случаях может приближаться к 100 %.
Газовые горелки являются одним из основных элементов любого нагревающего прибора. Правильный выбор типа горелки, качественная установка и грамотное расположение играют очень важную роль в качестве работы и времени эксплуатации обогревающих приборов, их способность поддерживать определенный температурный режим в помещении.
Они используются в различных целях - для отопительных котлов, воздухонагревателей, сушильных установок или промышленного применения. Конструкции газовых горелок обеспечивают смешение топлива и кислорода для оптимального горения, придавая им необходимые направление и скорость. Газовые горелки направляют поток газовоздушной смеси к выходному отверстию для ее воспламенения и сгорания.
Выбор горелочного устройства имеет большое значение для правильного функционирования котла. На рынке представлены, в основном, горелки импортного производства, отвечающие всем требованиям по безопасности, экономичности и надежности. Применение той или иной марки горелки зависит скорее всего от уровня цены, так как уровень качества примерно одинаков для основных производителей.
В настоящее время в поселке Красный Коммунар Сакмарского района Оренбургской области имеется собственная котельная с 3 паровыми котлами: ДЕ-25/14 ГМ - 2 шт. и ДЕ-6,5/14 ГМ - 1 шт. Фактическая загрузка котельной составляет 30 ÷ 40 % установленной мощности. Это приводит к перерасходу эксплуатационных затрат и высокой себестоимости тепловой энергии.
1. Краткая характеристика котельной и оборудования
Отопительно-производственная котельная предназначена для выработки пара и горячей воды на отопление, горячее водоснабжение и производственные нужды ст. Сакмарская.
В котельной установлено 3 котла:
-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.
Котлы ДЕ - двухбарабанные, вертикально-водотрубные с естественной циркуляцией, с топкой, предназначенной для сжигания газа и мазута.
Основными элементами котлов является верхний и нижний барабаны, соединенные между собой пучком труб, образующих конвективную поверхность нагрева, и топочные экраны, образующие радиационные поверхности нагрева.
Котлы работают на природном газе и мазуте, оборудованы вихревыми горелками типа ГМ, изготовленными Бийским котельным заводом.
Каждый котел ДЕ оборудован дутьевым вентилятором, дымососом, блочным чугунным экономайзером.
Котел № 1 оборудован блочным чугунным экономайзером ЭП1-646.
Котел № 3 оборудован блочным чугунным экономайзером ЭБ2-142И. Направляющие аппараты дымососов и вентиляторов имеют автоматизированный привод.
Котел ДЕ-25/14 ГМ оборудован горелкой типа ГМ-16.
Котел ДЕ-6,5/14 ГМ оборудован горелкой типа ГМ-4,5.
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
НагрузкарасходТеплоты (Гкал/ч)Воды ( т/ч)Отопление5,86275,62Горячее водоснабжения4,8160Вентиляция--Технологические нужды0,240,38Всего10,9436котельный 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
Номинальный расход топлива (Q = 8500 ккал/м)1880 м3/чНоминальное давление газа перед горелкой25 кПа (2500 кгс/ м3)Номинальное давление воздуха перед горелкой3,50 кПаКоэффициент рабочего регулирования5,0Диаметр газовыпускных отверстий18Минимальный коэффициент избытка воздуха при номинальной нагрузке1,05Число газовыпускных отверстий16
Таблица 1.3 - Паровой котел ДЕ-25/14
Год изготовления1990 г.Номинальная паропроизводительность25 т/чРазрешенное давление пара в барабане котла (абс.)1,37 МПаТемпература питательной воды на входе в экономайзер100 °СТо же на выходе из экономайзера135 °СПлощадь поверхности нагрева: радиационная конвективная испарительная 60,46 м 2 209,8 м 2 2703 м 2Температура продуктов сгорания за котлом319 °СТемпература уходящих газов за экономайзером142 °СПаровой объем котла2,61 м3Водяной объем котла16,5 м3Номинальные потери тепла в окружающую среду1,0 %То же котлоагрегата2,1 %КПД брутто котлоагрегата92,3 %
Таблица 1.4 - Паровой котел ДЕ-6,5/14 ГМ
Гoд изготовления1989 г.Производительность6,5 т/чРазрешенное давление пара в барабане котла1,27 МПаТемпература питательной воды на входе в экономайзер100 °СТо же на выходе из экономайзера135 °СПлощадь поверхности нагрева: радиационная конвективная 32 м 2 57 м 2Номинальные потери тепла в окружающую среду1,8%Температура продуктов сгорания за котлом255 °СТемпература уходящих газов за экономайзером130 °СПитательный объем котла0,63 м3Паровой объем котла1,18 м3Водяной объем котла5,6 м3
Таблица 1.5 - Газовая горелка ГМ-4,5
Номинальная теплопроизводительность4,5 Гкал/чДиапазон регулирования от номинальной теплопроизводительности20 ÷ 100 %Номинальное давление газа перед горелкой25 кПаНоминальный расход газа530 нм3/час
Таблица 1.6 - Дымосос ДН-12,5-1500
Производительность39900 м 3 /чНапор3510 ПаЧастота вращения1500 об/минМощность электродвигателя55 кВтИзготовительБийский котельный завод
Таблица 1.7 - Дутьевой вентилятор ВДН-11.2
Производительность28700 м 3 /чНапор4410 ПаЧастота вращения1500 об/минМощность электродвигателя55 кВтИзготовительБийский котельный завод
Таблица 1.8 - Дымосос ДН-10-1000
Производительность13620 м 3 /чНапор990 ПаЧастота вращения1000 об/минМощность электродвигателя11 кВтИзготовительБийский котельный завод
Таблица 1.9 - Дутьевой вентилятор ВДН-9-1000
Производительность9930 м 3 /чНапор1250 ПаЧастота вращения1000 об/минМощность электродвигателя11 кВтИзготовительБийский котельный завод
Таблица 1.10 - Блочный чугунный экономайзер ЭБ 1-646
Площадь поверхности нагрева646 м3Гидравлическое сопротивлениеНе более 196,2 кПа (2 кгс/см2)Аэродинамическое сопротивлениеНе более 343,5 Па (35 кгс/ м2)Число колонок1Длина труб3 м
Таблица 1.11- Блочный чугунный экономайзер ЭБ 2-142
Площадь поверхности нагрева142 м 3Гидравлическое сопротивлениеНе более 196,2 кПа (2 кгс/см2)Аэродинамическое сопротивлениеНе более 196,2 Па (20 кгс/ м2)Число колонок2Длина труб2 м
Таблица 1.12 - Питательные насосы ЦНСГ-38/198
Производительность38 м 3/чНапор8 мЧастота вращения2950 об/минМощность электродвигателя37 кВтИзготовительКатайский насосный завод
Таблица 1.13 - Сетевой насос ЦН 400/120
Производительность120 м3/чНапор120 мЧастота вращения1500 об/минМощность электродвигателя200 кВт
Таблица 1.14 - Сетевой насос Д-500/63
Производительность500Напор63 мЧастота вращения1470 об/минМощность электродвигателя160 кВт
Таблица 1.15- Сетевой насос Д-200/90
Производительность200 м3/чНапор90 мЧастота вращения2950 об/мин
2. Общие сведения котельного оборудования
.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
Типоразмер чугунного экономайзера котла (ЭБ)Поверхность нагрева экономайзера, м2Температура воды, ° СНоминальный расход воды экономайзера, т/чРекомендуемые типы котловМасса, кг не болеена входе экономайзерана выходе экономайзераЭкономайзер ЭБ2-94И, ЭБ2-94П94,41001404,4КЕВ2,5 - 14 КЕ2,5 - 14 ДКВр2,5 - 13 ДЕ4 - 144000Экономайзер ЭБ2-142И, ЭБ2-142П141,61001407,15КЕВ4 - 14 ДКВр4- 13 ДЕ6,5 - 14 ДЕВ6,5 - 145300Экономайзер ЭБ2-236И, ЭБ2-236П236,610014011,0ДЕ 10 - 14 (24) КЕВ 6,5 - 14 КЕ 6,5 - 14 (24) ДКВр 6,5 - 13 (23) ДЕВ 10 - 148250Экономайзер ЭБ1-300И, ЭБ1-300П302.410014017,6КЕВ 10 - 14 ДКВр 10 -13 (23) КЕ 10 - 14 (24) ДЕ 16 -14 (24)10650Экономайзер ЭБ1-330И, ЭБ1-330П330.410014017,611500Экономайзер ЭБ1 646И, ЭБ1-646П646.010017027,5ДКВр20-13(23) КЕВ 25 - 14 КЕ25 - 14 (24)19750Экономайзер ЭБ1-808И, ЭБ1-808П808.010016027,5ДКВр20-13(23) ДЕ25-14(15:24)24700
2.3 Газовые горелки
.3.1 Общие сведения
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 15÷20 %. 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.