Котлы работающие на газообразном топливе

Котлы работающие на газообразном топливе

В последние годы промышленность выпускала следующие чугунные котлы тепловой мощностью до 1.0 МВг: "Универсал-5", "Универсал-6", "Универсал-бМ", "Энергия-3", "Тула-3", "Минск-1", "Братск". Однако эти котлы с 1985 г. сняты с производства. Котлы работающие на газообразном топливе были намечены в выпуск в период с 1985 -1990 гг. следующих типов: "Братск-1 Г", "Факел-Г" и "Факел-0.8 ЛЖ" (легкое жидкое). Стальные секционные котлы в настоящее время в широком масштабе промышленностью не выпускаются. Их изготовлением обычно занимаются на местах отдельные мастерские; по заказу потребителей.

Чугунные котлы работающие на газообразном топливе, допускают отступление от ряда тепловой мощности на  ±7 % в связи с конструктивными и технологическими особенностями производства. В соответствии с указанным выше ГОСТом КПД чугунных котлов на газе не должен быть ниже 87 %. Аэродинамическое сопротивление котлов, работающих на естественной тяге, не должно превышать 100 Па (10 кг/м²). Чугунные или стальные секционные котлы работающие на газообразном топливе универсальны по конструкции. В зависимости от типа топки (внутренняя или внешняя) их можно эксплуатировать на антраците, каменном и буром углях, а также на газообразном и жидком топливе.

Переоборудование котлов для сжигании газообразного топлива заключается в том что из котлов удалим колосниковую решетку и фронтальную плиту с загрузочной и зольниковой дверками. Вместо них на фронтальной поверхности котла или под ним устанавливают газовые горелки с автоматическими устройствами и соответствующим оборудованием.

При переоборудовании чугунных котлов на сжигание газообразного топлива главное внимание должно быть уделено равномерному распределению теплоты в топке и равномерен нагрузке секций.

Неравномерное распределение теплоты (по длине или высоте топки) вызывает не только снижение тепловой мощности котлов, но и преждевременный их выход из строя. Как показали исследования, создание в топке различных устройств, стабилизирующих процесс горения, увеличивает одновременно неравномерность распределения теплоты по объему топки, что приведет к локальным перенапряжениям и, как следствие, к перегреву чугунных секций и выходу их из строя.

Чтобы избежать этого, горелки при фронтальном расположении устанавливают на уровне или ниже колосниковой решетки. Более равномерное распределение теплоты в топке возможно при горизонтальной установке газовых горелок различных конструкций на поду котла. В переоборудованных котлах недопустимо, чтобы пламя соприкасалось с поверхностью нагрева. При переоборудовании котлов на сжигание газа необходимо тщательно очистить площадь поверхности нагрева. герметизировать всю топку, ликвидировать все неплотности, через которые воздух может проникать в котел.

Классификация и конструкция газовых горелок. Существует несколько классификаций газовых горелок. По  способу подачи воздуха они делятся на диффузионные, инжекционные и смесительные с принудительной подачей воздуха.

В газовых котлах рекомендованы следующие типы горелок на газе низкого давления при наличии разрежения в топке не менее 15 Па - подовые без принудительтельной подачи воздуха, оборудовании автоматическими устройствами; на газе среднего давления - форкамерные или инжекционные горелки оборудованные автоматически ми устройствами и установленные в нижней части топки.

Ниже рассматриваются основные конструктивные решения по переоборудованию чугунных и стальных секционных котлов для работы на газо-образном топливе с горелками, обеспечивающими равномерную теплопередачу в топке.

Подовые горелки без принудительной подачи воздуха ближе стоят к диффузионным горелкам, в которых воздух, необходимый для сгорания газа, поступает из окружающего пространства. Газ подается в зону горения без предварительного смешивания с воздухом.

Горизонтальные щелевые горелки без принудительной подачи воздуха обеспечивают сжигание природного газа низкого давления в предела 15 - 80 м³/ч. что примерно соответствует изменению площади поверхности нагрева чугунных и стальных секционных котлов от 10 до 55 м². К достоинствам горизонтальных щелевых низкого давления без принудительной подачи воздуха относятся простата, устойчивость в работе, и шумность и равномерное распределение теплоты по длине топки, что благоприятно сказывается на прочности и долговечности чугунных секций.

Недостатками горизонтальных левых горелок низкого давления принудительной подачи воздуха и наличие высокого факела с щелью, необходимость индивидуального изготовления газовых коллег ров, большой расход кирпича и необходимость тщательно изготовления щелей. Для обеспечения  полноты сгорания газа подовые шелевые горелки требуют тщательной наладки и систематического контроля.

Рис. 30 Установка блочной половой горелки конструкции Куйбышевского политехнического института на котле НРч.

Каждый коллектор расположен в своей щели, что позволяет более равномерно распределить теплоту по ширине топки. Разновидностями горизонтальной щелевой горелки без принудительной подачи воздуха являются многощелевая одноколлекторная горелка низкого давления конструкции и блочная подовая горелка конструкции КПИ (Куйбышевского политехнического института, рис. 30).

В горелках Ленгипроинжпроекта высота факела несколько меньше, чем у однощелевых, однако у них происходит повышенный нагрев газового коллектора до 500 - 700 С. Кроме того, накладка щелей этих горелок требует высокой квалификации обмуровщиков.

Особенностью блочной горелки КПИ является то, что у нее газовые коллекторы расположены не по центру щели, а по краям. Горелочные устройства практически не подвержены нагреву от раскаленных стенок щелей, что дает возможность упростить кирпичную кладку. Наличие горизонтальных пластин обеспечивает поступление воздуха только в щели между газовыми коллекторами. Установку блочной подовой горелки конструкции КПИ на котле НРч см. на рис. 30.

К недостаткам этой горелки, как и других горизонтальных щелевых горелок диффузионного типа, следует отнести зависимость коэффициента избытка воздуха за котлом от нагрузки. Кроме того, большая высота факела (не менее 1 м) позволяет использовать их только в достаточно высоких топках.

По данным Укргипроинжпроекта, в форкамере сгорает более 90 % газа, а догорание его происходит в топке котла. Высота факела составляет 800 -1200 мм. Надежная работа горелки может быть достигнута только при тщательном выполнении кладки смесителей и форкамеры обеспечивающем строгое совпадение осей смесителей и газовых отверстий на коллекторе. Трудность соблюдения этого условия является существенным недостатком горелок.

Рис. 31. Котел "Универсал-6" с горелкой ИГК- 60М.

Рис. 32. Инжекционная горелка среднего давления ИГК

Переоборудование котла "Универсал-6" с установкой горелки ИГК-60М показано на рис. 31, Горелки ИГК (рис. 32) в эксплуатации достаточно надежны и просто настраиваются на различные нагрузки, поступают на строительные объекты в готовом виде. Недостатками горелой ИГК являются их громоздкость и высокий уровень шума при работе.

Рекомендуемый НИИ-сантехник максимальный теплосъем для котлов "Универсал-5", "Универсал-6" должен составлять не более 14 кВт/мг (12 тыс. ккал/м³-ч). Для котла "Энергия-3" не более 11,6 кВт/мг (10 тыс ккал/мг-ч).

Переоборудование котла Братск-1  на сжигание газообразного топлива с установкой автоматизированного газогорелочного блока. Пакеты котла "Братск-1Г" собраны из чугунных однотипных секций, соединенных ниппелями и стяжными болтами. В ниппелях секций установлены шайбы, обеспечивающие последовательное движение воды по секциям Смежные секции относительно друг Друга повернуты на 180° для обеспечения шахматного расположения труб в газоходе.

Топочная камера имеет прямоугольную форму и состоит из стальных парных охлаждаемых панелей. В передней панели расположен проем для присоединения газогорелочного блока, в задней - проем для взрывного предохранительного клапана. Пакеты чугунных секций скреплены с топочной камерой и рамой вертикальными болтами. Снаружи котел закрыт теплоизоляционным декоративным кожухом. Газогорелочный блок состоит из огневого, воздушного, газового узлов и системы автоматики, которая обеспечивает полуавтоматический пуск котла, защиту его при нарушении контролируемых параметров, рабочую и аварийную сигнализацию с указанием причины аварии.

В верхней части секции потоки газа смешиваются и попадают из газоходов в секции, а затем в газоотводящий патрубок, где установлен шибер для регулирования тяги, н направляются в боров котельной. Котел укомплектован горелками ИГК-60 и автоматическим устройством АМКО или ПМАВ. Взрывной предохранительный клапан расположен на задней торцовой стороне котла. Сверху котел защищен металлическим кожухом.

На объекты строительства котел поставляют в собранном виде. Причем для его установки не требуется специального фундамента или постамента. Специализированные котлы работающие на газообразном топливе предназначены для сжигания полного вида топлива. Они позволяю создать малогабаритные и высокоэффективные конструкции. Котел ГАЗ-900 .

Масса котла (без автоматических устройств и изоляции), кг сопротивление газовых трактов, требующее обязательной установки дымососа. При работе котла на естественной тяге его максимальная теплопроизводительность составляет 695 кВт (600 тыс-ккал/ч). В связи с этим ухудшаются и все остальные технике экономические показатели. В настоящее время котел ГАЗ-900 не выпускается и заменен котлом "Факел".