Принцип работы операторов котельной

КВАЛИФИКАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Оператор котельной 2-го разряда должен знать:
принцип работы обслуживаемых котлов и способы регулирования их
работ;
устройство котла и конструкцию горелок;
правила технической эксплуатации ухода за оборудованием,
приспособлениями и инструментом;
требования, предъявляемые к качеству выполняемых работ, в том
числе и по смежным операциям или процессам;
состав, теплоизоляционных масс и основные способы теплоизоляции
котлов и трубопроводов пара и горячей воды;
назначение и принцип работы простых и средней сложности
контрольно-измерительных приборов;
устройство обдувочных аппаратов;
устройство и режим работы теплосетевых бойлерных установок
правила вывода котла в ремонт;
допускаемые значения давления и уровня воды в обслуживаемых
котлах;
влияние атмосферного давления на разрежение в топках и газоходах
котлов;
порядок розжига горелок;
основные свойства газа и мазута;
рациональную организации рабочего места;

правила и инструкции по эксплуатации и ремонту
оборудования котельной установок;
порядок ведения записей в сменном и ремонтном
журналах;
передовые приемы обслуживания оборудования
котельной установки;
правила безопасности труда, электробезопасности,
гигиены труда и производственной санитарии, пожарной
безопасности; основные средства и приемы
предупреждения и тушения пожаров на рабочем месте;
производственную инструкцию и правила внутреннего
распорядка;
основные сведения по комплексной механизаций,
автоматизации и управлению производством;
основные положения законодательства об охране
природы; мероприятия по охране окружающей среды;
основные положения и формы подготовки,
переподготовки и повышения квалификации рабочих на
производстве;
формы и системы заработной платы, условия оплаты
труда.

уметь:
обслуживать водогрейные и паровые котлы с суммарной
теплопроизводительностью до 12,6 Гдж/ч (до 3 Гкал/ч) дли
обслуживать в котельной отдельные водогрейные и паровые
котлы с теплопроизводительностью котла до 21 Гдж/ч (до 5
Гкал/ч), работающие на жидком и. газообразном топливе;
растапливать и производить пуск и остановку котлов, питать их
водой;
поддерживать в котлах заданный режим работы: уровень воды и
давление пара в паровых котлах, давление и температуру воды
в водогрейных котлах;
производить пуск и остановку насосов, вентиляторов, других
вспомогательных механизмов;
поддерживать в чистоте арматуру и приборы котла;
обслуживать трубопроводы и теплосетевые бойлерные
установки, расположенные в зоне обслуживания основных
агрегатов с суммарной тепловой нагрузкой до 42 Гдж/ч (до 10
Гкал/ч); производить деаэрацию воды;
регулировать горение топлива;
участвовать в очистке и ремонте обслуживаемого
оборудования;

Порядок допуска к обслуживанию котлов

К обслуживанию котлов могут быть допущены
лица не моложе 18 лет, которые прошли
медицинский осмотр, обучение по утвержденной
программе для операторов и имеющие
соответствующее удостоверение
квалификационной комиссии учебно-курсового
комбината о сдаче экзамена по этой программе,
которые прошли инструктаж по охране труда и
стажировку на рабочем месте.
Проверка знаний безопасных методов труда и
приемов выполнения работ операторами
производиться 1 раз в 12 мес. после прохождения
дополнительных теоретических занятий по
сокращенной программе, утвержденной главным
инженером организации.

Основные сведения из теплотехники и физики

Понятие о физическом теле и веществе
Все тела в природе находятся в трех агрегатных состояниях:
твердому жидком и газообразном.
Явления, при которых изменяется форма или физическое
состояние, но не происходит образования новых веществ,
называются физическими.
Например, при кипении вода превращается в пар, а при
охлаждении из пара снова образуется вода. При этом изменяется
только физическое состояние воды, но новые вещества не
образуются. То же наблюдается при таянии льда.
Изменения веществ, при которых из одних веществ образуются
другие, называются химическими явлениями или химическими
реакциями.
Например, при сжигании угля образуются газообразные продукты
сгорания. Химические явления происходят при горении, коррозии
металлов, при получении металлов из руд и т. д.
Понятие о рабочем теле.
В отопительных и производственных котельных рабочим телом
(теплоносителем) является водяной пар или горячая вода.
Теплоноситель характеризуется параметрами, к которым
относятся: давление, температура и удельный объем.

Давление и единицы его измерения
Давление – это действие газа (жидкости) на стенки сосуда или
сила, которая приходится на единицу поверхности,
воспринимающей удары молекул данного газа (жидкости).
Различают давление – атмосферное, избыточное и абсолютное.
Атмосферным называют давление воздуха (атмосферы) на
Землю и на предметы, которые находятся на ней.
Избыточное давление -это излишек над атмосферным
давлением. Это давление измеряется манометром и поэтому
давление называют манометрическим или рабочим (кгс/см2; мм
рт.ст.; мм вод. ст.). Соотношение между этими единицами
следующее:
1 ат = 1 кгс/см2 = 735,6 мм рт. ст. = 10 000 мм вод. ст. = 10 м вод. ст.
= 10 000 кгс/м2.
Абсолютное давление – это давление жидкостей или газов в
закрытом сосуде и равно сумме избыточного и атмосферного
давлений. Абсолютное давление может быть больше или
меньше атмосферного.
Давление ниже атмосферного называется вакуумом. В
котельной практике это разрежение (тяга) в топке котла и
газоходах.

По решению Международного комитета мер и веса,
принятому в октябре 1969 г., эта единица названа
паскалем (Па), 1 Па = 1 Н/м2. Эта единица давления очень
мала и использовать ее на практике неудобно, поэтому
используют кратные несистемные единицы: 1 кПа= 1 ООО
Па = 103Па; 1 МПа = 1 ООО ООО Па = 106 Па; 1 ГПа = 1 ООО
ООО ООО Па = 109 Па.
Между единицами (кгс/см2; мм рт. ст.; мм вод. ст.) и
паскалем (или кратными от него) используются
следующие соотношения: Физическая атмосфера
1 атм = 1,033 кгс/см2 = 760 мм рт. ст. ≈ 101 325 Па ≈ 101,3 кПа
≈0,1 МПа
Техническая атмосфера
1 ат = 1 кгс/см2 = 735,6 мм рт. ст. ≈ 98 666,5 Па ≈ 98,7 кПа ≈
0,1 МПа 1 мм рт. ст. = 133,322 Па ≈ 133 Па 1 мм вод. ст. =
9,8066 Па ≈ 10 Па.

Температура и теплота, единицы их измерения

Температура является мерой теплового состояния или
степени нагрева тел. Температура тела увеличивается или
уменьшается в зависимости от того, получает или отдает
это тело тепло. Тела, которые имеют одинаковую
температуру, находятся в тепловом равновесии, т. е. не
передают тепло одно другому.
При нагревании тела расширяются, т. е. увеличиваются в
объеме. Это обстоятельство учитывают при
конструировании котлов и обмуровки, а также при
проектировании трубопроводов различного назначения.
Единицей измерения температуры является градус. Для
измерения температуры чаще всего используются две
шкалы: практическая стоградусная Цельсия и
термодинамическая или абсолютная Кельвина.
Практическая стоградусная шкала имеет две постоянные
точки: плавление льда, которая принимается за О °С, и
кипение воды при нормальном атмосферном давлении
(760 мм рт. ст.), принятая за 100 °с.
Температуру выше О °С обозначают знаком «+» (плюс),
ниже О °С – знаком «—» (минус).

Теплота.
Энергия, которая может передаваться от более нагретого тела к
менее нагретому при непосредственном контакте или
излучением, называется теплотой.
Теплота – вызывается хаотическим движением частиц (молекул,
атомов и т. д.). За единицу измерения теплоты принята калория
(кал), которая равна количеству тепла, необходимого для
нагревания 1 г воды на 1 °С (при t от 19,5 до 20,5 °С) при
нормальном атмосферном давлении 760 мм рт. ст.
Если при измерениях основные или производные единицы
оказываются чрезмерно малы или велики, то пользуются
кратными и дольными единицами.

Вода, водяной пар и воздух, их свойства

Вода и водяной пар как рабочие тела и
теплоносители получили широкое использование в
теплотехнике. Это объясняется тем, что вода
является распространенным веществом в природе и
кроме того, вода и водяной пар обладают
хорошими термодинамическими свойствами. Пар
образуется из воды путем испарения и кипения.
Испарением называется парообразование, которое
происходит только на поверхности жидкости.
Кипением называется бурное парообразование во
всей массе жидкости, происходящее при передаче
жидкости через стенки сосуда определенного
количества тепла.

Температура кипения воды зависит от давления, под
которым вода находится. Чем больше давление, тем выше
температура, при которой начинается кипение воды.
Например, атмосферному давлению 1,033 кгс/см2 (760 мм
рт. ст.) соответствует tK = 100 °С, а при давлении 14 кгс/см2 tK =194 °С.
Если кипение жидкости происходит в закрытом сосуде, то
над жидкостью образуется пар, в котором имеются
капельки влаги. Такой пар называется влажным
насыщенным. При этом температура влажного пара и
кипящей воды одинакова и равна температуре кипения.
Если постоянно подавать тепло, то вся вода в сосуде,
включая мельчайшие капли, превратится в пар. Такой пар
называется сухим насыщенным. Температура сухого
насыщенного пара также равна температуре кипения tK
которая соответствует данному давлению.
Количество тепла, необходимого для превращения в пар
1 кг жидкости, нагретой до температуры кипения t,
называется скрытой теплотой парообразования (ккал/кг).

Скрытая теплота парообразования зависит от давления.
Так, при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. скрытая
теплота парообразования r = 540 ккал/кг. При повышении
температуры скрытая теплота парообразования
увеличивается.
Пар может быть насыщенным и перегретым. Величина,
определяющая количество сухого насыщенного пара в 1 кг
влажного пара в процентах называется степенью сухости
пара и обозначается буквой X.
Для сухого насыщенного пара Х= 100 %. Влажность
насыщенного пара в паровых котлах должна быть в
пределах 1-3 %, т. е. степень сухости Х= 100 – (1-3) = 99-97 %.
Отделение части воды от пара называется сепарацией, а
устройство, предназначенное для этого – сепаратором.
Переход воды из жидкого состояния в газообразное
называется парообразованием, а из газообразного в
жидкое – конденсацией.
Пар, температура которого для определенного давления
превышает температуру насыщенного пара, называется
перегретым. Разность температур между перегретым и
сухим насыщенным паром при этом же давлении
называется перегревом пара.

Состав и свойства воздуха.

Сухой атмосферный воздух представляет собой
многокомпонентную смесь состава (об. %): азот N2 – 78 %,
кислород О2-21 %, инертные газы (аргон, неон, криптон и
пр.) и углекислый газ – 1 %. Кроме того, воздух содержит
водяной пар, пыль, микроорганизмы и пр.
Газы, которые входят в состав воздуха, распределены в нем
равномерно и каждый из них сохраняет свои свойства в
смеси.
Азот N, и кислород О, не имеют цвета, вкуса и запаха. Азот
не горит и горение не поддерживает.
Кислород не горит, но активно поддерживает горение и
является окислителем, обеспечивающим горение всех
видов топлива.
Плотность воздуха при нормальных условиях (О °С и 760
мм рт. ст.) равна r = 1,293 кг/м3. С повышением температуры
плотность воздуха уменьшается.
Инертные газы не вступают в химические реакции с
другими веществами.

В воздухе также находятся водяные пары, количество
которых изменяется и зависит от конкретных
атмосферных условий. Каждому значению температуры
соответствует максимальное количество водяных паров,
которые могут находиться в воздухе и определенное
парциальное давление этих паров.
Различают влажность абсолютную и относительную.
Абсолютная влажность -это масса водяных паров,
которая находится в 1 м3 воздуха.
Относительная влажность – это отношение абсолютной
влажности при данной температуре к максимально
возможной абсолютной влажности при той же
температуре. Для жилых помещений нормальной
влажностью считается равная 60-70 %. Относительную
влажность измеряют гигрометром или психрометром.
Точкой росы называется температура, до которой
необходимо охладить воздух или продукты сгорания
топлива, чтобы водяные пары, которые находятся в них,
достигли состояния насыщения и выделились в виде росы.
Температура точки росы для продуктов сгорания
природного газа составляет 53-56 °С.

Устройство паровых и водогрейных котлов

Водогрейный котел – устройство, имеющее топку,
обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и
предназначенное для нагревания воды, находящейся под
давлением выше атмосферного и используемой в качестве
теплоносителя вне самого устройства.
Паровой котел – устройство, имеющее топку, обогреваемое
продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для
получения пара с давлением выше атмосферного,
используемого вне самого устройства.
Котельная установка представляет собой комплекс
устройств, размещенных в специальных помещениях и
служащих для преобразования химической энергии топлива в
тепловую энергию пара или горячей воды. Основные
элементы котельной установки – котел, топочное устройство
(топка), питательные и тягодутьевые устройства.

В зависимости от того, для какой цели используется тепловая
энергия, котельные подразделяются на энергетические,
отопительно-производственные и отопительные.
По виду вырабатываемого теплоносителя они делятся на паровые
(для выработки пара) и водогрейные (для выработки горячей
воды).
Энергетические котельные установки вырабатывают пар для
паровых турбин на тепловых электростанциях. Такие котельные
оборудуют, как правило, котлоагрегатами большой и средней
мощности, которые вырабатывают пар повышенных параметров.
Производственно-отопительные котельные установки (обычно
паровые) вырабатывают пар не только для производственных
нужд, но и для целей отопления, вентиляции и горячего
водоснабжения.
Отопительные котельные установки (в основном водогрейные, но
они могут быть и паровыми) предназначены для обслуживания
систем отопления производственных и жилых помещений.
В зависимости от масштаба теплоснабжения отопительные
котельные разделяются на местные (индивидуальные),
групповые и районные.

Типы и основные параметры паровых котлов
паропроизводительностью до 6,5 т/ч.
Паровые котлы Е-1/9 принадлежат к вертикально-водотрубным
двубарабанным котлам с естественной циркуляцией и предназначены для
производства насыщенного пара для обеспечения технологических
отребностей и отопления (обозначение: Е – естественная циркуляция;
1 – паропроизводитсльность, т/ч; 9 – абсолютное давление пара в котле,
кгс/см2).
Котлы ДКВР (двухбарабанный котел вертикально-водотрубный
реконструированный) предназначены для производства насыщенного и
перегретого пара. Котлы реконструированы из котлов ДКВ и в отличие от
них имеют меньшие габариты, но прежнюю паропроизводительность.
ДКВР-2,5-13; ДКВР-4-13; ДКВР-4-13 (250); ДКВР-6,5-13; ДКВР-6,5-13 (250);
ДКВР-6,5-23; ДКВР-6,5-23 (250)
Цифры 1 – паропроизводитсльность, т/ч; 2 – абсолютное давление пара в
котле,кгс/см2); цифра в скобках (250) температура пара.

В зависимости от характеристики соответствующего тракта и его
оборудования вводится соответствующая классификация паровых
котлов.
По виду сжигаемого топлива различают паровые котлы для
газообразного, жидкого и твердого топлива.
По особенностям газовоздушного тракта различают котлы с
естественной тягой, с уравновешенной тягой и с наддувом. Паровые
котлы, в которых движение воздуха и продуктов сгорания
обеспечивается напором, возникающим под действием разностей
плотностей атмосферного воздуха и газа в дымовой трубе, называются
котлами с естественной тягой.
Если сопротивление газового тракта (так же как и воздушного)
преодолевается работой дутьевых вентиляторов, то котлы работают с
наддувом.
Котлы, в которых давление в топке и начального газохода
поддерживается близким к атмосферному совместной работой
дутьевых вентиляторов и, называют котлами с уравновешенной тягой. В
этих котлах воздушный тракт находится под давлением и его
сопротивление преодолевается с помощью дутьевого вентилятора, а
газовый тракт находится под разрежением (сопротивление этого тракта
преодолевается дымососом). Работа газового тракта под разрежением
позволяет уменьшить выбросы из газоходов в котельное помещение
высокотемпературных газов и золы.

Топка, поверхности нагрева, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас с лестницами

и площадками для обслуживания, обмуровка, газоходы,
арматура и гарнитура.

Поверхности нагрева – элементы котла, в которых
происходит передача тепла от факела и продуктов
сгорания теплоносителю (вода, пар). Различают
радиационную поверхность, которая получает тепло
преимущественно излучением, и конвективную
поверхность, которая получает тепло в основном
конвекцией. Площадь поверхностей нагрева котлов
измерятся в м2.
Радиационными поверхностями называются экраны,
размещенные на стенках топки. В зависимости от
размещения в топке, различают фронтовые, боковые,
задние и потолочные экраны. Двухсторонними
(двухсветными) называются экраны в виде ряда труб,
которые размещены в топочном пространстве и
обогреваются с двух сторон (например, в водогрейных
котлах ТВГ).
Газоходы – каналы, образованные обмуровкой котла,
шамотными или чугунными перегородками и
предназначенные для направления продуктов сгорания
топлива и размещения поверхностей нагрева.
Котельный пучок – группа труб конвективной поверхности
нагрева, вваренных или ввальцованных в общие
коллекторы или барабаны.

Внутренняя часть парового котла, заполненная водой,
называется водяным объемом, а часть, которая заполнена паром,
называется паровым объемом. Поверхность кипящей воды в
верхнем барабане называется зеркалом испарения. При работе
котла зеркало испарения не должно выходить за границы
установленных верхнего и нижнего допустимых уровней.
Пароперегреватель – устройство, предназначенное для
повышения температуры пара выше температуры насыщения,
соответствующей давлению в котле.
К хвостовым поверхностям нагрева относятся экономайзер и
воздухоподогреватель, в которых используется тепло уходящих
дымовых газов.
Экономайзером называется устройство, обогреваемое
продуктами сгорания топлива и предназначенное для подогрева
или частичного испарения воды, поступающей в паровой котел.
Воздухоподогреватель – устройство, обогреваемое продуктами
сгорания топлива и предназначенное для подогрева воздуха,
поступающего в топку на горение.
Каркас- металлическая конструкция из колонн, балок и связей,
которые установлены на фундаменте и предназначены для
соединения и крепления элементов котла.
Обмуровка – внешнее изоляционное защитное ограждение котла.

Элементы теплоиспользования продуктов сгорания паровых котлов

К элементам теплоиспользования теплоты продуктов
сгорания паровых котлов относятся водяные экономайзеры,
воздухоподогреватели и пароперегреватели.
Водяные экономайзеры предназначены для подогрева
питательной воды, поступающей в котел отходящими
продуктами сгорания. Экономайзеры подразделяются на
поверхностные и контактные.
Поверхностные экономайзеры различаются по следующим
признакам:
– назначению – питательные (нагрев воды для питания
котлов) и теплофикационные (нагрев воды для систем
отопления);
– материалу конструкции – чугунные и стальные;
– схемам присоединения и степени нагрева воды «кипящего» и «некипящего» типа; размещению
относительно котлов-групповые и индивидуальные.

Из чугунных экономайзеров наиболее распространены
экономайзеры ЕП2-94, ЕП2-142, ЕП2-236, ЕП1-236, ЕП1-330,
ЕП1-646, ЕП1-848, ЕТ2-71, ЕТ2-106, ЕТ2-177, ЕТ1-177, ЕТ1-248,
ЕТ1-646.
Стальные экономайзеры применяются для котлов с
избыточным давлением пара выше 23 кгс/см2 и представляют
собой несколько секций змеевиков, изготовленных из труб 0
28-38 мм с толщиной стенки 3—4 мм. Змеевики стальных
экономайзеров типовых конструкций изготовляют длиной 1
820 мм. Отдельные пакеты змеевиков не должны иметь более
25 рядов и высоту более 1,5 м. Между пакетами предусмотрены
разрывы 550-600 мм для осмотра и размещения обдувочных
устройств.
Стальные экономайзеры – «некипящего» и «кипящего» типов. В
кипящих допускается вскипание и частичное испарение (до 25
%) питательной воды. Эти экономайзеры не отделяются от
барабана котла отключающим устройством. При сжигании
природного газа для предотвращения низкотемпературной
коррозии температура воды на входе в стальной экономайзер
должна быть не ниже 65 °С.

Из стальных экономайзеров наиболее распространены БВЕС-1-2;
БВЕС-II-2; БВЕС-III-2; БВЕС-IV-1; БВЕС-V-1.
Контактные экономайзеры позволяют снизить затраты топлива
на 10 % и компонуются с котлами ДКВР и другими котлами.
Экономайзеры состоят из контактной части, промежуточного
теплообменника, водяного объема и трубчатого
водораспределителя.
Воздухоподогреватели предназначены для подогрева воздуха
перед подачей его в горелки котла за счет тепла отходящих газов.
При подогреве воздуха улучшаются условия сжигания топлива и
увеличивается КПД котельной установки.
Воздухоподогреватели устанавливаются за водяным
экономайзером по ходу дымовых газов. Если необходимо
подогреть воздух до температуры 300-400 °С, то
воздухоподогреватель выполняется в две ступени, которые
размещают до и после экономайзера. Для подогрева воздуха
используются рекуперативные трубчатые
воздухоподогреватели.
Наибольшее распространение в котельных получили трубчатые
воздухоподогреватели

Пароперегреватели предназначены для перегрева насыщенного
пара и состоят из стальных змеевиков, согнутых из
цельнотянутых труб 0 28-42 мм (рис. 88). В котлах ДКВР и ДЕ
применяются вертикальные пароперегреватели, которые
устанавливаются в конвективном пучке после второго или
третьего ряда труб, часть которых для размещения
пароперегревателя не устанавливается. В этих котлах одни концы
змеевиков присоединены непосредственно к паровому
пространству верхнего барабана, а другие – к выходному
коллектору. В котлах ДКВР перегрев пара осуществляется до
температуры 250 и 370 °С.
Температура перегретого пара регулируется в пароохладителях,
представляющих собой трубчатые теплообменники, в корпусе
которых размещены пучки стальных труб.
Питательная вода проходит по трубкам пароохладителя, а пар в
межтрубном пространстве. Температура перегретого пара
регулируется изменением количества питательной воды, которая
проходит через пароохладитель.

ВОДОГРЕЙНЫЕ КОТЛЫ

Широкое применение в котельных получили чугунные
секционные котлы шатрового типа с нижней топкой, которые
выпускаются в настоящее время – котлы КЧ-1, «Универсал-6»,
«Универсап-бМ», «Тула-3», «Факел-Г», ГАЗ-900, а также снятые с
производства, но находящиеся в эксплуатации котлы «Энергия-6»,
«Тула-1», «Минск-1» и др.
В отопительных и небольших производственных котельных кроме
секционных чугунных котлов распространены также стальные
секционные котлы HP-18, «Надточия» и НИИСТУ-5, собирамые
методом сварки из трубных секций разной формы.
Для больших производственных и отопительных котельных
выпускают котлы КВ-Г (котел водогрейный газовый). Они
выпускаются теплопроизводительностью 4 и 6,5 Гкал/ч (4,65 и 7,56
МВт) вместо котлов ТВГ. Это прямоточные секционные котлы,
работающие как на газовом так и на мазутном топливе, и
представляют собой трубную систему, скомпонованную в одном
транспортабельном блоке.

Трубная система состоит из радиационной и конвективной
поверхностей нагрева.
К радиационной поверхности относятся четыре топочных
экрана и потолочный. Трубы крайних односветных топочных
экранов и потолочного по всей высоте (длине) соединены
между собой металлическими пластинами. Каждый
топочный экран представляет собой отдельную секцию,
состоящую из прямых труб, вваренных в верхний и нижний
коллекторы. Для заданного направления движения воды по
топочным экранам верхние коллекторы имеют смещенную
от центра глухую перегородку (15 и 23 трубы). Топочные
экраны соединяются между собой перепускными трубами.
Котлы оборудуются тремя подовыми, с прямой щелью
горелками, которые устанавливаются между
вертикальными топочными экранами. Горелка имеет два
ряда отверстий 0 1,5 мм, размещенных в шахматном
порядке.

В гарнитуру котла входят взрывные клапаны, лючки и лазы. Для
осмотра и ремонта внутри топки на фронте котла есть три люка-лаза.
Для периодического осмотра состояния поверхности нагрева можно
использовать отверстия двух взрывных клапанов, которые находятся в
верхней части задней стены конвективной поверхности нагрева.
Циркуляция воды в котлах КВ-Г. Обратная вода из тепловой сети
после циркуляционного насоса поступает во входной коллектор
конвективной поверхности нагрева. Из коллектора вода двумя потоками, вправо и влево, проходит по стоякам и змеевикам и попадает в
выходные коллекторы (правый и левый).
Вода из этих коллекторов по перепускным трубам попадает в крайние
задние коллекторы потолочного экрана, из которых по 11 крайним
трубам проходит по потолку, переходя во фронтовой экран и по нему в
передний коллектор. В коллекторе потоки смешиваются и по средним
трубам вода попадает в задний (средний) коллектор потолочного
экрана. Из этого коллектора вода двумя перепускными трубами
подается в заднюю часть верхнего коллектора левого топочного
экрана. Затем по трубам вода опускается вниз и попадает в нижний
коллектор. По нему вода проходит вперед и по трубам поднимается в
переднюю часть верхнего коллектора.
Вода, двигаясь последовательно по всем экранам, нагревается и из
задней части верхнего коллектора правого экрана поступает в
выходной коллектор котла. На коллекторе установлены манометр,
термометр, предохранительный и обратный клапаны, и из коллектора
вода поступает в тепловую сеть.

Топки котлов

Топкой или топочным устройством называется часть
котла, предназначенная для сжигания топлива с целью
преобразования его химической энергии в тепло (рис. 28).
Это может быть камера с колосниками или без них,
зольник, устройство для подачи топлива и воздуха и для
удаления шлака. Топка должна обеспечить полное и
устойчивое сгорание топлива с малыми потерями тепла. В
топке происходит теплоотдача излучением (радиацией) к
экранам.
По способам сжигания топлива топки подразделяются на
слоевые и камерные.
Слоевые топки предназначены для сжигания твердого
кускового топлива, камерные – для сжигания пылевидного,
твердого, жидкого и газообразного топлив. В слоевых
топках твердое топливо сжигается на колосниковой
решетке.
В зависимости от расположения топки по отношению к
котлу различают внутренние, нижние и выносные топки.

Внутренними топками называются топки, которые
полностью или почти полностью ограничены
поверхностями нагрева, которые воспринимают
значительную часть излучаемого тепла. Во внутренних
топках успешно сжигается высококалорийное топливо природный газ и мазут.
Нижними топками называются топки, которые находятся
под котлами, главным образом горизонтальноводотрубными и вертикально-цилиндричсскими. В этих
топках можно сжигать топливо всех видов, за
исключением очень влажных.
Выносные топки применяются для сжигания твердого
топлива с большой влагой (дрова, торф) и размещаются
впереди котла.
Все слоевые топки по способу загрузки топлива и
обслуживания подразделяются на ручные,
полумеханические и механические.
В камерных топках отсутствует колосниковая решетка.
Топочный объем представляет собой призматическую
камеру, близкую к параллелепипеду. С точки зрения
аэродинамики камерные топки подразделяются на
факельные и вихревые (циклонные).

Факельный метод сжигания характеризуется
беспрерывным движением топлива вместе с воздухом и
продуктами сгорания в топке. Вихревой метод сжигания
основан на транспортирующей способности вихря.
Вихревые топки еще называются циклонными.
В котлах экономически оптимальной температурой
продуктов сгорания на выходе из топки является:
при сжигании зольных пород (торф, сланец) 950-1 000 °С;
каменные угли и антрациты 1 100-1 200 °С; жидкое и
газообразное топливо 950-1 200 °С. Экономичность
работы топок оценивается рядом характеристик, которые
зависят от типа топок, марки и сорта топлива, способа его
сжигания. К ним относятся:
нагрузка или тепловая мощность – это количество тепла,
которое образуется при сжигании определенного
количества топлива за единицу времени (МДж/с или МВт);
объемная тепловая нагрузка топки – это отношение
нагрузки к активному объему топочной камеры, для
различных топок она равна 0,18-0,35 МВт/м3;
потери тепла (химический и механический недожог,
потери в окружающую среду).

ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОТЛОВ

ГАЗООБРАЗНОЕ И ЖИДКОЕ
ТОПЛИВО И ЕГО СЖИГАНИЕ В
ТОПКАХ КОТЛОВ

Основные сведения о топливе

Топливом называются горючие вещества, которые сжигаются
для получения тепла.
В соответствии с физическим состоянием топливо
подразделяется на твердое, жидкое и газообразное.
К твердому топливу относятся древесина, торф, горючие
сланцы, каменный уголь.
К жидкому топливу в основном относятся сырая нефть,
различные нефтепродукты и мазут.
К газообразному топливу относятся природный газ, а также
различные промышленные газы: доменный, коксовый,
генераторный и пр.
В зависимости от происхождения топливо подразделяется на
природное и искусственное.
Природным называют топливо в том виде, в котором топливо
было получено при добыче: каменный уголь, древесина, торф,
сырая нефть, природный газ и др.
Искусственное топливо – продукт, полученный при
технологической переработке природного топлива. Например:
кокс, брикеты, дизельное топливо, мазут, генераторный газ и др.

Все виды топлива состоят из горючей и негорючей частей.
К горючей части твердого и жидкого топлива относятся:
углерод С, водород Н2, сера S.
К негорючей части относятся: кислород О2, азот N2, влага
W и зола А. Влага W и зола А составляют внешний балласт
топлива, а кислород и азот – внутренний.
Топливо характеризуется рабочей, сухой и горючей
массами. При сжигании жидкого топлива (мазута),
имеющего высокую вязкость, одна из основных задач распыление его на мелкие капли.
Газовое топливо наиболее удобно для смешивания его с
воздухом, который необходим для горения, поскольку
топливо и воздух находятся в одном агрегатном
состоянии.

Физико-химические свойства природных газов

Природные газы не имеют цвета, запаха и вкуса.
Основные показатели горючих газов, которые используются в
котельных: состав, теплота сгорания, плотность, температура
горения и воспламенения, границы взрываемости и скорость
распространения пламени.
Природные газы чисто газовых месторождений состоят в
основном из метана (92-98 %) и других более тяжелых
углеводородов.
В состав любого газообразного топлива входят горючие и
негорючие вещества. К горючим относятся: водород (Н2),
углеводороды (CmHn), сероводород (H2S), оксид углерода (СО); к
негорючим – углекислый газ (СО2), кислород (О2), азот (N2) и
водяной пар (Н2О).
Теплота сгорания – количество тепла, которое выделяется при
полном сгорании 1 м3 газа, измеряется в ккал/м3 или кДж/м3.
Температурой горения называется максимальная температура,
которая может быть достигнута при полном сгорании газа, если
количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает
химическим формулам горения, а начальная температура газа и
воздуха равна O °С, и такая температура называется
жаропроизводительностью топлива.

Температура горения отдельных газов составляет 2 0002 100 °С. Действительная температура горения в топках
котлов значительно ниже, составляет 1 100-1 600 °С и
зависит от условий сжигания.
Температура воспламенения – это такая температура, при
которой начинается горение топлива без влияния
источника воспламенения, для природного газа она
составляет 645-700 °С.
Границы взрываемости. Газовоздушная смесь, в которой
газа находится до 5 % – не горит; от 5 до 15 % – взрывается;
больше 15%- горит при подаче воздуха.
Скорость распространения пламени для природного газа
— 0,67 м/с (метан СН4).
Горючие газы не имеют запаха. Для своевременного
определения наличия их в воздухе, быстрого и точного
обнаружения мест утечки газ одоризируют (придают
запах). Для одоризации используется этилмеркаптан
(C2H5SH). Норма одоризации 16 г C2H5SH на 1 000 м3 газа.
Одоризация проводится на газораспределительных
станциях (ГРС). При наличии в воздухе 1 % природного
газа должен ощущаться его запах.

Использование природного газа имеет ряд преимуществ
по сравнению с твердым и жидким топливом:
отсутствие золы, шлака и выноса твердых частиц в
атмосферу; меньше токсичных выбросов (СО, NOx);
высокая теплота сгорания; удобство транспортировки и
сжигания; облегчение труда обслуживающего персонала;
улучшение санитарногигиенических условий в котельной
и в прилегающих районах;
достижение максимального КПД и т. д.
Однако использование природного газа требует особых
мер осторожности, так как возможна его утечка через
неплотности в местах соединения газопровода с газовой
арматурой.
Наличие в помещении более 20 % газа вызывает удушье,
скопление его в закрытом объеме от 5 до 15 % может
привести к взрыву газовоздушной смеси, при неполном
сгорании выделяется угарный газ СО, который даже при
небольшой концентрации оказывает отравляющее
воздействие на организм человека.

Горение природного газа

Горение – это сложный физико-химический процесс
взаимодействия горючих компонентов топлива с
окислителем, сопровождающееся выделением теплоты,
света и продуктов горения.
Горение – полное и неполное.
Полное горение происходит при достаточном количестве
кислорода, хорошем перемешивании топлива с
окислителем и достаточной температуре в топке. При
неполном горении топлива выделяется меньшее
количество тепла, образуется оксид углерода (СО)
угарный газ, отравляюще воздействующий на
обслуживающий персонал, и образуется сажа, оседающая
на поверхности нагрева котла, ухудшающая теплообмен и
увеличивающая потери тепла. Это приводит к
перерасходу топлива и снижению КПД котла, загрязнению
атмосферы.
Реакция горения углеводородов в общем виде
описывается уравнением:
СmНn + (m + n/4) • О2 = mСО2 + n/2 • Н2O

Для сгорания 1 м3 метана необходимо 2 м3 кислорода,
который содержится в 9,5 м3 воздуха. Для полного сжигания
природного газа воздух подается в топку с небольшим
избытком. Отношение действительно израсходованного
количества воздуха Vвд к теоретически необходимому Vво
называется коэффициентом избытка воздуха а = Vвд / Vво. Этот
показатель зависит от конструкции газовой горелки и топки:
чем они совершеннее, тем меньше коэффициент избытка
воздуха а. Необходимо следить, чтобы коэффициент избытка
воздуха не был менее 1, так как это приводит к неполному
сгоранию газа. Увеличение коэффициента избытка воздуха
сверх необходимого снижает КПД котла.
Полноту сгорания топлива можно определить с помощью
газоанализатора и визуально – по цвету и характеру пламени.
Горение регулируется изменением подачи воздуха или газа в
топку котла. В процессе сжигания топлива может
использоваться так называемый первичный воздух
(смешивается с газом в горелке – до горения) и вторичный
воздух (соединяется с газовоздушной смесью в топке котла в
процессе горения).
В котлах, оборудованных диффузионными горелками без
принудительной подачи воздуха, воздух поступает в топку
под действием разрежения в топке.

В котлах, оборудованных инжекционными горелками низкого
давления, первичный воздух поступает в горелку за счет
инжекции газовой струей, а вторичный – за счет разрежения в
топке.
В котлах со смесительными горелками первичный и вторичный
воздух подается в горелку вентилятором и регулируется
воздушными задвижками.
Подача газа регулируется «рабочими» кранами (задвижками),
которые установлены непосредственно перед горелками.
Нарушение соотношения между скоростью газовоздушной смеси
на выходе из горелки и скоростью распространения пламени
приводит к отрыву или проскакиванию пламени на горелках.
Если скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше
скорости распространения пламени, может произойти отрыв, а если
меньше – проскок пламени в горелку.
При отрыве и проскоке пламени обслуживающий персонал должен
аварийно погасить котел, провентилировать топку и газоходы в
течение 10-15 мин и снова разжечь котел.
Процесс горения газообразного топлива можно разделить на
четыре основные стадии:
вытекание газа из сопла горелки в горелочное устройство под
давлением с увеличенной скоростью (по сравнению со скоростью в
газопроводе);
образование смеси газа с воздухом;
зажигание горючей смеси;
горение горючей смеси.

Жидкое топливо и его характеристики

Основным видом жидкого топлива, которое используется в
котельных, служит топливный мазут – конечный продукт
переработки нефти.
В стационарных котельных используются топливные мазуты М-40
и М-100, а в транспортных (передвижных) котельных – флотский
мазут Ф5 и Ф12. Флотские мазуты относятся к категории легких,
мазут М-40 – к категории средних, мазут М-100 – к категории
тяжелых мазутов. По элементарному составу мазуты отличаются
высоким содержанием углерода (С) – 85-87 %, водорода (Н2) – 10,212,5 %, кислорода (02) и азота (N2) – 0,6-1 %.
Мазуты содержат серу (до 3,5 %), влагу (до 2 %), золу (до 0,3 %) и
имеют высокую теплоту сгорания (9 500-9 870 ккал/кг; 39 900- 41
450 кДж/кг).
Основные характеристики мазутов: вязкость, температура
застывания, температуры вспышки и воспламенения, а также
содержание серы.
По содержанию серы мазуты подразделяются на три класса:
малосернистые (до 0,5 %), сернистые (0,51-2 %) и высоко
сернистые (2-3,5 %).

Мазутное хозяйство котельных. Основными элементами мазутного хозяйства котельных являются

шоссе) с приемочным
устройством; мазутные резервуары (баки); резервуар для присадок к
мазуту; фильтры грубой и тонкой очистки; подогреватели мазута;
охладители конденсата; насосы; система трубопроводов.

Доставленный в железнодорожных или автомобильных
цистернах мазут подогревается до температуры 30-100 °С в
зависимости от марки. Для этого используется пар с
давлением 5-6 кгс/см2, который подается непосредственно в
цистерну.
Мазут, который сливается из цистерны, должен пройти через
специальный фильтр, предотвращающий попадание
механических примесей в мазутные резервуары.
Мазутные резервуары выполняются металлическими или
железобетонными, наземными или подземными (рис. 24, 25).
Резервуары должны соединяться с атмосферой и иметь
отстойники для сбора воды. Для того чтобы обеспечить
подогрев мазута в резервуаре, используются стальные
регистры на дне резервуара, в которые подается пар.
Для перекачивания мазута используются специальные
насосы (шестеренчатые, лопатообразные, винтообразные,
плунжерные). Мазутопровод к котельной и
рециркуляционный мазутопровод к резервуарам
прокладывают в траншеях или туннелях вместе с
паропроводом и покрывают их общей тепловой изоляцией,
чтобы не застывал мазут.

ГАЗОПРОВОДЫ И ГАЗОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОТЕЛЬНЫХ

Газоснабжение городов, населенных пунктов и больших
промышленных предприятий осуществляется природным газом,
который подается из системы магистральных газопроводов. Газ
поступает на главную газораспределительную станцию (ГРС),
размещенную за городом, и от нее по газопроводам высокого
давления (до 6 кгс/см2) подается на газорегуляторные пункты
(ГРП) среднего давления для районов города или в
газорегуляторные пункты (ГРП) и газорегуляторные установки
(ГРУ) промышленных предприятий.
Наружные и внутренние газопроводы по давлению в сетях
газораспределения и газопотребления делятся на:
Газопроводы высокого давления 1а категории (свыше 1,2 МПа)
Газопроводы высокого давления 1 категории (свыше 0,6 до
1,2 МПа включительно)
Газопроводы высокого давления 2 категории (свыше 0,3 до
0,6 МПа включительно)
Газопроводы среднего давления (свыше 0,005 до 0,3 МПа
включительно)
Газопроводы низкого давления (до 0,005 МПа включительно).

Газопроводы по размещению на территории предприятия
подразделяются на наружные (дворовые, межцеховые) и внутренние
(цеховые), а по месторасположению относительно поверхности земли на подземные и надземные.
В котельных прокладываются газопроводы только низкого и среднего
давления. В отдельно стоящих котельных допускается ввод
газопровода высокого давления, но не более 6 кгс/см2. На вводе газа в
котельную в освещенном и удобном для обслуживания месте должна
быть установлена задвижка. Перед задвижкой на газопроводе должен
быть изолирующий фланец для защиты от блуждающих токов.
На каждом отводе от распределительного газопровода к котлу
предусматривается не менее двух отключающих устройств, одно из
которых устанавливается непосредственно перед горелкой.
Кроме арматуры и контрольно-измерительных приборов на
газопроводе, перед каждым котлом обязательно должно быть
установлено автоматическое устройство, обеспечивающее
безопасную работу котла.
Для предотвращения попадания газа в топку котла при неисправных
отключающих устройствах необходимы продувочные свечи и
газопроводы безопасности с отключающими устройствами, которые у
не работающих котлов должны быть открыты.
Газопроводы котельных низкого давления окрашивают в желтый цвет,
а среднего – в желтый с красными кольцами.

Газорегуляторные пункты (установки), назначение
и основные элементы
В котельных среднего давления для получения
необходимого давления газа устанавливаются
газорегуляторные пункты (ГРП) или
газорегуляторные установки (ГРУ), в которых
давление газа снижается до заданного уровня и
поддерживается постоянным независимо от
колебания давления газа в сети и газопотребления
в котельной.
Помещение, где находится ГРП (ГРУ), должно иметь
вентиляцию, освещение, отопление. Оборудование
и приборы должны быть защищены от
механических повреждений, действия сотрясений и
вибрации. Основной проход между оборудованием
ГРП (ГРУ) и стеной котельной – не менее 0,8 м.

В комплект ГРП (ГРУ) входят:
фильтр – для очистки газа от механических примесей (пыли,
окалины, грязи);
предохранительно-запорный клапан (ПЗК)-для автоматического
отключения подачи газа при повышении или понижении
давления газа за регулятором сверх установленных границ;
регулятор давления (регулятор) – для снижения давления
городского газа и поддержания его на определенном уровне
независимо от потребления газа в котельной и колебания
давления во входном газопроводе;
предохранительно-сбросной клапан (гидравлический затвор или
пружинный клапан) – для сброса некоторого количества газа в
атмосферу при возможных кратковременных повышениях его
давления после регулятора, во избежание отключения газа на
котельную предохранительно-запорным клапаном;
обводной газопровод (байпас) с двумя последовательно
размещенными запорными устройствами – для подачи газа во
время ревизии или ремонта оборудования ГРУ; между
запорными устройствами предусмотрен продувочный
газопровод;

сбросные и продувочные трубопроводы – для сброса газа в атмосферу от
предохранительно-сбросных устройств и продувки газопроводов и
оборудования;
контрольно-измерительные приборы – манометры (показывающие и
самопишущие) для измерения давления до и после фильтра, после
регулятора; термометры (показывающие и самопишущие) для измерения
температуры газа;
импульсные трубки – для соединения отдельных элементов оборудования
между собой и с контролируемыми точками газопроводов, а также для
присоединения средств измерения к газопроводам в контролируемых точках.
В схемах ГРУ, как правило, предусматривается узел учета расхода газа с
газовым ротационным счетчиком или с сужающим устройством (диафрагмой)
и дифманометром-расходомером.
Газ через входной газопровод поступает на фильтр, где очищается от
механических примесей, и через предохранительно запорный клапан
подается в регулятор давления, где давление газа снижается и
поддерживается постоянным, независимо от расхода. В случае повышения
давления газа после регулятора выше допустимых значений, например в
результате сбоя работы регулятора давления газа — срабатывает
предохранительно-сбросной клапан — ПСК, в результате чего излишки
давления газа сбрасываются в атмосферу. Если давление газа продолжает
возрастать и сброс газа через ПСК достаточного эффекта не дал, срабатывает
предохранительно-запорный клапан и доступ газа потребителю через эту
линию редуцирования прекращается.

Сжигание жидкого топлива в топках котлов

Процесс горения жидкого топлива может быть разделен на
четыре основные фазы:
распыление жидкого топлива на мельчайшие частицы;
испарение топлива и образование смеси паров жидкого
топлива с воздухом;
зажигание образованной горючей смеси; горение этой
смеси.
Сгорание мазута происходит в парогазовом состоянии.
При нагревании сначала испаряются легкие углеводороды,
которые входят в состав мазута, а затем тяжелые. Чем
меньше размер капель топлива, тем больше поверхность
испарения и тем быстрее происходит процесс испарения и
сгорания.
Для распыления жидкого топлива используются
различного типа форсунки: механические (центробежные и
ротационные), паровые, паромеханические, воздушные
(высоко- и низконапорные).

Механические форсунки используют в котлах
средней и большой производительности, для
которых мазут является основным топливом. В
механических форсунках распыление происходит
при подаче мазута под давлением через сопло
небольшого диаметра или за счет центробежных
сил, создаваемых при закручивании топлива или
измельчении его при вращении элементов
форсунки. Преимуществом механических форсунок
является небольшая затрата электроэнергии на
распыл топлива, а к недостаткам относятся:
необходимость установки специальных насосов;
небольшие границы регулирования (70-100 %);
необходимость периодической очистки от нагара.
Эти форсунки невозможно изготавливать
небольшой единичной мощности, так как выходные
отверстия для мазута должны были бы быть очень
малыми, что приводило бы к их частому
забиванию.

Паровые форсунки проще механических по конструкции и
обслуживанию, меньше подвержены забиванию и имеют
большие границы регулирования производительности.
Недостаток этих форсунок – большая затрата пара, которая
составляет 2-3 % общего количества пара,
вырабатываемого котлом. Работа форсунки
сопровождается сильным шумом. При паровом распылении
используется насыщенный пар с давлением до 20 кгс/см2
(при номинальном режиме). Затраты пара составляют 0,30,5 кг на 1 кг мазута.
Воздушные форсунки в зависимости от давления воздуха
для распыления подразделяются на высоко- и
низконапорные. В высоконапорных форсунках используется
воздух с избыточным давлением 3-6 кгс/см2, затрата
воздуха 0,6-1 кг на 1 кг мазута, что составляет 5-8 %
воздуха, необходимого для полного сгорания мазута.
Воздух подается компрессором, который усложняет и
удорожает обслуживание и снижает эксплуатационные
показатели.
В низконапорных форсунках давление воздуха, который
подается вентилятором, составляет 200-300 мм вод. ст. и
почти весь воздух, необходимый для горения, поступает
через форсунку.

Существенным недостатком работы котлов на мазуте является загрязнение поверхностей нагрева котла, которое вызывает ухудшение

Газовые горелки, их основные типы.
Диффузионные и инжекционные горелки
Горелка – это устройство, предназначенное для подачи газа
к месту смешения его с воздухом и сжигания, обеспечения
стабильного сжигания и регулирования горения.
По способу смешивания газа с воздухом горелки различают:
без предварительного смешивания (диффузионные); с
полным предварительным смешиванием (кинетические); с
частичным смешиванием; с неполным смешиванием.
По давлению газа – низкого, среднего и высокого давления.
По способу подачи воздуха – за счет разрежения в топке;
путем подсоса воздуха за счет инжекции газовой струей; с
помощью дутьевого вентилятора.

Диффузионные горелки. В этих горелках газ
смешивается с воздухом не в горелке, а в топке
вследствие взаимной диффузии газа и воздуха на
границах вытекающего потока. Горелки называют еще
горелками внешнего смешивания. Примером такой
горелки является диффузионная подовая горелка,
представляющая собой трубу с заглушённым торцом.
По длине трубы выполнены один или
два ряда отверстий, просверленных в шахматном
порядке. Диаметр (0,5-3 мм), количество отверстий 8
шт. и шаг между ними (Ø отв. 4-16 мм) зависит от
производительности горелки.
Горелки отличаются простотой конструкции и
обслуживания, бесшумностью в работе. Основные
недостатки этой горелки связаны с регулированием
горения и для полного сжигания топлива требуется
высокий коэффициент избытка воздуха.

Подовые горелки могут работать на низком (130 или 200 мм вод. ) и среднем (3 000 мм вод. ) давлении газа, при

естественной и искусственной тяге.

Инжекционная горелка низкого давления состоит из
трубопровода подачи газа, сопла, смесителя,
состоящего из конфузора, горловины и диффузора.
На выходе из горелки устанавливается огневой
насадок. Воздух, необходимый для сжигания
топлива, подается двумя потоками. Первичный поток
в количестве от 30 до 70 % необходимого для
полного сжигания топлива поступает за счет
инжекции газовой струей. Количество этого воздуха
регулируется с помощью регулятора (заслонки).
Вторичный поток воздуха поступает в зону горения
за счет разрежения в топке.
В инжекционной горелке среднего давления за счет
энергии газа подсасываются в смесь 100 % воздуха,
необходимого для сжигания топлива

Разновидностью инжекционных горелок являются разработанные Укргипроинжпроектом форкамерныегорелки, получившие широкое

применение. Они бывают низкого и
среднего давления и работают при номинальном давлении газа
соответственно 130 мм вод. ст. (1,3 кПа) и 3 000 мм вод. ст. (30 кПа).

Идентичные по конструкции, горелки состоят из
трех частей:
заглушённой с одного конца стальной газовой
трубы, вдоль которой для выхода газа в один ряд
просверлены отверстия диаметром 3-6 мм с шагом
140 мм;
каменного моноблока с каналами-смесителями
сечением 150-180 мм и высотой 250 мм;
форкамеры (туннеля) из огнеупорного кирпича
высотой 170 мм. Над каждым газовым отверстием
имеется свой самостоятельный каналсмеситель
прямоугольного сечения. Нагреваясь до 700-800 °С,
газовоздушная смссь загорается. В дальнейшем
основная часть газовоздушной смеси сгорает в
форкамере при 1 100- 1 200 °С и небольшом
коэффициенте избытка воздуха.

Смесительные горелки, их устройство и работа

Горелки с принудительной подачей воздуха вентилятором называются
двухпроводными смесительными (газ и воздух подаются по двум
трубам и смешиваются в горелке). Горелки работают в основном на
низком давлении газа, но некоторые конструкции рассчитаны и на
среднее давление. Подача воздуха под давлением дает возможность
обеспечить большую тепловую мощность при сравнительно
небольших размерах горелки.
Газ для лучшего перемешивания выходит через многочисленные
отверстия, направленные под углом к потоку воздуха. В зависимости
от направления газового потока различают горелки с центральной
подачей газа, если поток направлен от центра к периферии, и горелки
с периферийной подачей газа, если поток газа направлен от периферии
к центру горелки.
Во многих конструкциях горелок этого типа воздуху придается
вращательное движение. Горелки позволяют регулировать длину и
светимость факела, а также подавать к месту горения воздух,
предварительно подогретый за счет тепла отходящих газов. Полнота
сгорания газа может быть обеспечена при минимальном
коэффициенте избытка воздуха.

Газовая часть горелки состоит из коллектора (Dy = 70 мм) с газовыпускными отверстиями и размещенной внутри зажигательной трубки

(Dy = 10 мм), к которой газ поступает по самостоятельному
газопроводу через электромагнитный автоматический клапан. Зажигание
газа, выходящего из запальной трубки , осуществляется искрой между
электродом зажигания и корпусом горелки при подаче тока высокого
напряжения от трансформатора зажигания. Для стабилизации пламени
запальника на расстоянии ≈ 30 мм от его торца на трех стержнях
закреплена стабилизирующая шайба.

Газомазутные горелки.

В котельных установках широко используются
паромеханические (ГМГ) и низконапорные
пневмомеханические (НГМГ) газомазутные горелки.
Горелки состоят из трех концентрических, т. е.
установленных одна в одну, цилиндрических камер. Газ
поступает в среднюю узкую камеру и выходит через один
или два ряда отверстий небольшого диаметра,
размещенных по кругу. В центре горелки размещена
форсунка, которая включается при работе на мазуте.
Необходимый для горения воздух поступает в горелку
двумя потоками. Небольшая его часть, которая называется
первичным воздухом, проходит через завихритель
(регистр), состоящий из установленных под углом лопаток,
непосредственно к корню факела. Этот воздух, в
особенности при малых тепловых нагрузках котла,
улучшает перемешивание с газом. Количество его
составляет примерно 15 % общего объема.

горения.
Горелки работают с коэффициентом избытка воздуха на природном
газе а = 1,05; на мазуте а = 1,15; длина факела 1,1-2 м; диапазон
регулирования 20-100 %.