СНИЖЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ ТОПЛИВА ПРИ ЕГО СЖИГАНИИ В ГОРЕЛКАХ ТИПА ГА В КОТЛАХ КОЛВИ 1000

 

                                                                                                             Пожидаев А.В., Петренко Т.Ю., Сафьянц А.С.

                                                                                                        Донецкий национальный технический университет

 

На сегодняшний день донецкий регион можно отнести к экологически проблемным. Несовершенство работы горелочных устройств в котлах котельных систем ЖКХ приводит к значительным выбросам по CО и NO_x , а несоответствие тепловой мощности горелок, установленных на котлах, с тепловой мощностью котлов, приводит к повышению температуры отходящих газов и повышению удельных расходов топлива на выработку 1ГДж тепла, то есть к непрогнозируемому перерасходу топлива.

Нами были изучены процессы сжигания газообразного топлива, в частности начальное распределение газовоздушной смеси в горелках.  

Для снижения удельных расходов топлива при его сжигании в горелках с принудительной подачей воздуха низкого давления типа ГА в котлах КОЛВИ 1000 главную роль играет принцип начального распределения воздуха в горелке.

Данная горелка, как один из элементов жаротрубного котла, в значительной мере определяет всю тепловую работу агрегата. Конструктивные особенности горелки оказывают непосредственное влияние на схему подведения топлива и воздуха к агрегату, схему смешивания компонентов, интенсивность горения топлива и состав продуктов горения, аэродинамическую структуру факела. Ее работа непосредственно связана с безопасностью эксплуатации котлов малой мощности, особенно в периоды его пуска и отключения.

В основе расчёта лежит зависимость для определения глубины проникновения струи h в сносящий воздушный поток.

Глубина проникновения струи (h) – это расстояние по нормали от плоскости устья до оси струи, принявшей направление поперечного потока газа. Определяется h по формуле:

 

                                                                                                                               

 

Распределение газа в воздушном потоке не зависимо от диаметра и глубины проникновения начинается от амбразуры. Смешение газа с воздухом происходит не только в предельном расширении струи газа в соответствии с траекторией, но и от геометрических параметров газораздающих отверстий и не зависит от коэффициента избытка воздуха α.

В подавляющем числе случаев горелка ГА работает с вентиляторной подачей воздуха с возможностью работы под разным давлением газа и воздуха. Коэффициенты избытка воздуха α в зависимости от совершенства смешения для этих горелок обычно принимают равными 1,10-1,15.

Глубина проникновения струи h в горелке типа ГА зависит от угла атаки и коэффициента пропорциональности k_s , который зависит от отношения шага s между отверстиями к диаметру отверстий d_г.

В таблице 1.1 представлены результаты конструктивного расчёта горелки типа ГА.

 

 

 

                                                                                                                                             

                                                                                                                                                         Таблица 1.1

Обозначение	Формула	Результат
Диаметр газового сопла dг, мм	0,015 –0,017·D	7
Диаметр расположения сопел Dр, мм	0,9 – 0,93·D	402,6
Шаг размещения газовых сопел S, мм	7,9 – 8,1·D	56
Количество газовыпускных отверстий N	2·π·r/S	22

 

Данный расчёт позволил определить оптимальные количество и величину газовыпускных отверстий, равномерно распределённых по диаметру горелки, и длину проникновения струи h=1,1мм, обеспечивающую такую степень смесеобразования, при которой происходит практически полное сгорание топлива. Общий вид горелки ГА в разрезе изображён на рисунках 1 и 2.   

 

                                                                                                               

 

                   Рис.1. 1- газовая камера; 2 - газовый патрубок; 3 - газовая трубка с наконечником; 4 - штуцер для манометра (воздух); 5-фу­теровка; 6 - воздушный патрубок; 7- штуцер для манометра (газ); 8- смотровая труба

 

                                                                           

              

                                                                                                             Рис.2. Аксонометрическая проекция горелки ГА