Газовые и мазутные горелки различного назначения

ООО «Институт Стальпроект» разрабатывает рабочую документацию, осуществляет поставк газовых и мазутных горелок различного назначения, запорную, регулирующую и измерительную арматуру, осуществляет авторский надзор за монтажом оборудования, пуско-наладочные работы, обучение персонала.

Газовые горелки

Инжекционные горелки типа В и ВП. Инжекционные горелки типа В и ВП имеют широкое применение. Они предназначены для сжигания природного, коксового, смесей природного к коксового, а также других газов с высокой теплотой сгорания. Горелки работают на холодном воздухе и холодном газе. Горелки типа ВП отличаются от горелок типа В только поворотом смесителя.

Разработано 20 типоразмеров горелок с диаметром носика dнг от 15 до235 мм.

Инжекционные горелки типа В и ВП показаны на рис. 1.

Рисунок 1.

Горелки типов В и ВП с d_нг < 75 мм (рис. 1, а, б) выполняют с неохлаждаемым носиком. Их крепят на фланце к облицовке печи. Газовое сопло присоединяют к горелке на резьбе.

Горелки типов В и ВП с d_нг > 75 мм (рис. 1, в, г) выполняют с разъемным корпусом, водоохлаждаемым носиком и специальным кронштейном для крепления к каркасу печи. Газовое сопло присоединяют к горелке на фланце.

Газопровод ко всем горелкам присоединяют на резьбе.

Инжекционные горелки типа ИУ. Инжекционные горелки типа ИУ являются развитием горелок В и ВП. Они предназначены для сжигания газов с высокой теплотой сгорания (сжиженный, природный, коксовый газ).

Разработано четырнадцать типоразмеров горелок с диаметром носика d_нг от 15 до 100 мм.

Каждая горелка разработана в четырех исполнениях: прямая без стабилизатора, с поворотом смесителя без стабилизатора, прямая со стабилизатором, с поворотом смесителя и со стабилизатором.

Инжекционные горелки типа ИУ прямые без стабилизатора и с поворотом смесителя без стабилизатора являются модернизированными горелками соответственно типов В и ВП с расширенным диапазоном применяемых газов. Они предназначены для работы в высокотемпературных печах с использованием огнеупорного горелочного туннеля в качестве стабилизатора.

Инжекционные горелки типа ИУ прямые со стабилизатором и с поворотом смесителя и со стабилизатором предназначены для работы в низкотемпературных камерах сгорания при температуре в рабочем пространстве ниже температуры воспламенения топлива, а также для работы на открытом воздухе.

Инжекционные горелки типа ИУ с диаметром носика с d_нг от 15 до 75 мм показаны на рис. 2, а, б.

Инжекционные горелки типа ИУ с диаметром носика d_нг 86 и 100 мм (рис. 2, в, г) выполняют с разъемным корпусом.

Рисунок 2 (а,б).

Газопровод ко всем горелкам присоединяют на резьбе.

Дутьевые горелки типа «труба в трубе». Горелки типа «труба в трубе» являются универсальными горелками внешнего смешения. В нагревательных печах применяются в основном крупные и средние горелки. Стальпроектом разработаны горелки типа «труба в трубе» трех серий: малой тепловой мощности – серия М, средней тепловой мощности – серия С и большой тепловой мощности – серия Б. Каждая серия имеет два исполнения: для газов с высокой теплотой сгорания (Q _н^р =10-35 МДж/м³) – исполнение В; для газов с низкой теплотой сгорания (Q _н^р = 3,5-10 МДж/м³) – исполнение Н.

Конструкция горелок позволяет применять газ и (или) воздух, подогретые до 400°С.

Горелки типа «труба в трубе» малой, средней и большой тепловой мощности различаются размерами и конструктивным исполнением, а горелки для газов с высокой и низкой теплотой сгорания – соотношением проходных сечений для воздуха и газа.

Горелки типа «труба в трубе» малой тепловой мощности разработаны в двух исполнениях (ДВМ и ДНМ) пяти типоразмеров с диаметром носиков горелок от 20 до 50 мм. Горелки малой тепловой мощности показаны на рис. 3.

Рисунок 3.

Горелки типа «труба в трубе» средней тепловой мощности разработаны в двух исполнениях (ДВС и ДНС) шести типоразмеров с диаметром носиков горелок от 60 до 150 мм. Горелки средней тепловой мощности показаны на рис. 4.

Рисунок 4.

При диаметре газопровода до 2½» его присоединяют к горелке на резьбе; при большем диаметре – при помощи колена, снабженного гляделкой.

Горелки типа «труба в трубе» большой тепловой мощности разработаны в двух исполнениях (ДВБ и ДНБ) десяти типоразмеров с диаметром носиков горелок от 200 до 425 мм. Горелки большой тепловой мощности показаны на рис. 5.

Рисунок 5.

Газ ко всем горелкам большой тепловой мощности подводят с помощью колена, снабженного гляделкой. Горелка с диаметром носика 300 мм выполнена в двух вариантах, различающихся диаметрами подводов воздуха и газа. В связи с тем, что горелки большой тепловой мощности предназначены в основном для установки на торцах методических печей, оси подводов воздуха и газа отклонены от вертикали на 15° для удобства их монтажа на печи.

Горелки радиационные типа ГР. В радиационных плоскопламенных горелках типа ГР, разработанных ВНИИМТ и Стальпроектом, плоский разомкнутый факел создается благодаря закручиванию газа и воздуха. Закручивание воздуха происходит вследствие тангенциальной его подачи в корпус горелки через прямоугольный патрубок, а закручивание газа – выдачей его через сопло с косыми прорезями. Горелка предназначена преимущественно для установки в подвесном своде при организации сводового отопления.

Радиационные плоскопламенные горелки типа ГР предназначены для сжигания холодных природного, коксового и смешанных газов. Воздух может быть нагрет до 400°С. Разработано 10 типоразмеров горелок номинальной теплопроизводительностью от 70 до 1750 кВт. Номинальная теплопроизводительность определена при α = 1,05, давлении холодного воздуха перед горелкой 2,5 кПа и давлении газа перед горелкой 3 кПа для газов с Q _н^р < 19 МДж/м³ и 5 кПа для природного газа.

Радиационные плоскопламенные горелки типа ГР показаны на рис. 6.

Рисунок 6.

При установке в своде печи горелка с помощью верхнего фланца опирается на металлоконструкции на своде печи, а горелочный камень подвешивается к горелке.

Мазутные форсунки

Форсунки высокого давления с двойным распыливанием типа ФВД. Форсунки высокого давления с двойным распыливанием типа ФВД разработаны для печей я мазутным отоплением или с мазутным резервом. Они предназначены для сжигания мазута с холодным или подогретым воздухом. В качестве распылителя применяют компрессор­ный воздух под давлением 600 кПа с удельным расходом 1,3 кг/кг мазута или сухой насыщенный пар под давлением 700-750 кПа с удельным расходом 1,0 кг/кг мазута.

Разработано семь типоразмеров форсунок номинальной пропускной способностью по мазуту от 100 до 600 кг/ч (для давления мазута перед форсункой Р_м = 200кПа).

Форсунки высокого давления с двойным распыливанием типа ФВД показаны на рис. 7.

Рисунок 7.

Форсунки высокого давления устанавливаются в форсуночных коробках, через которые подается воздух для горения. Схема установки форсунки высокого давление типа ФВД в форсуночной коробке показана на рис. 8.

Рисунок 8.

Форсунки с номинальной пропускной способностью по мазуту 300 и 400 кг/ч выполнены в двух вариантах, различающихся только длиной. Выбор той или иной длины форсунки зависит от размеров примененной форсуночной коробки.

Форсуночные коробки (рис. 9) для установки форсунок высокого давления могут использоваться для подачи воздуха, подогретого до 400 °С. Разработаны коробки двух типов: А – с патрубком для подвода воздуха, расположенным под углом 90° к оси коробки, и Б – с патрубком, расположенным под углом 75° к оси коробки. Каждый из этих типов включает коробки двенадцати типоразмеров.

Рисунок 9.

Радиационные трубы

U-образные радиационные трубы. На основании опыта эксплуатации Стальпроектом создана унифицированная серия труб с горелками ВНИИМТ-Стальпроект: диаметр труб 121, 152, 180 и 219 мм для печей с шириной рабочего пространства 1508, 1740, 1972, 2320 и 2900 мм и для футеровок толщиной 348 и 464 мм. На рис. 10, а показана U-образная радиационная труба с горелкой ВНИИМТ-Стальпроект диаметром 152 мм для рабочего пространства шириной 1508 мм и футеровки толщиной 464 мм. Особенностью этих труб является возможность заказывать изготовителю отдельно корпус трубы, горелку и рекуператор. Это облегчает и удешевляет текущий ремонт труб.

Рисунок 10.

Работа горелки ВНИИМТ-Стальпроект с частичным предварительным смешением газа и воздуха (рис. 10, б), осуществляется следующим образом. Газ поступает в трубу через газовое сопло, расположенное по оси корпуса внутри смесительной трубы. В смесительной трубе на участке, близком к выходному сечению сопла, выполнены отверстия, через которые истекающий из сопла газ инжектирует воздух в количестве, соответствующем коэффициенту расхода воздуха 0,4-0,5. Смесь газа и первичного воздуха, пройдя смесительную трубу, поступает в горелочную ветвь радиационной трубы. Сгорание газа начинается по выходе из смесительной трубы. Вторичный воздух проходит в зазоре между корпусом и смесительной трубой и входит в рабочее пространство трубы через полуциркульные отверстия по наружной поверхности наконечника – стабилизатора. Кроме того, часть воздуха поступает через кольцевую щель между наружной образующей стабилизатора и внутренней поверхностью корпуса. Двухступенчатая подача воздуха обеспечивает устойчивое горение газа с суммарным коэффициентом расхода воздуха 1,05-1,1 без выделения сажи во всем диапазоне изменения расхода газа, т.е. 1:6.

Воздух, идущий на сгорание газа, подогревается в рекуператоре, вставленном в отводящую ветвь радиационной трубы (рис. 10, в). Дымовые газы проходят в зазор между воздушной трубой рекуператора и корпусом радиационной трубы, а воздух подается по центральной трубе, доходит до торцевой стенки рекуператора и поступает в зазор между его внутренней и наружной трубками. Центральная подача холодного воздуха обеспечивает охлаждение самого теплонапряженного участка рекуператора – торцевой стенки. Рекуператор выполняется или из гладкостенных стальных труб (для радиационной трубы диаметром 121 мм), или из жаростойкого чугуна литым. При температуре поверхности трубы 800-850 °С температура дымовых газов перед рекуператором составляет 1070-1100 °С, после рекуператора – 650 °С, а воздух нагревается в рекуператоре до 320 °С. Дымовые газы отсасывают в печной дымопровод, а воздух поступает к горелке.

Тупиковые радиационные трубы. Тупиковые радиационные трубы имеют более равномерное распределение температур по длине трубы и при установке требуют только одного отверстия в кладке, что обеспечивает лучшую плотность рабочего пространства. Однако излучающая поверхность тупиковых труб на единицу длины печи меньше, чем при установке U-образных труб, поэтому тупиковые трубы применяют тогда, когда не требуется введения максимальной тепловой мощности.

Стальпроектом разработан ряд типоразмеров тупиковых радиационных труб ТРТ с наружным диаметром трубы 190 мм для печей с шириной рабочего пространства 1508, 1740, 1972, 2320 мм и для футеровок толщиной 464 мм. Каждый типоразмер может иметь газовое сопло диаметром d_г равным 4 или 5 мм, что определяет диапазон пропускной способности трубы по газу. На рис. 11, а показана тупиковая радиационная труба для рабочего пространства шириной 1508 мм. Излучающая 1 и жаровая 2 трубы сделаны из центробежнолитых труб 20Х18Н20С2Л.

 

Мазутно-кислородная горелка в рабочем пространстве печи Ванюкова.