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

Газовые горелки

Общие сведения

Применение газовых горелок имело место уже в девятнадцатом веке, в конце которого такое оборудование освещало улицы, чем был спровоцирован рост потребления газа. Впоследствии же газовые горелочные устройства нашли свое применение во многих областях, разделившись на огромное количество различных видов по целевому назначению и по требованиям, предъявляемым к конструкции оборудования, составной частью которого они являются. Современные газовые горелки бывают: инжекционными, комбинированными, двухпроводными, диффузионными, газотурбинными. Делятся газовые горелочные устройства по способу и типу подачи топлива. Газ в горелку может нагнетаться под низким, средним, и высоким давлением. По названным вариантам газовые горелки классифицируются на горелки низкого, среднего и высокого давления. Способ сжигания энергоносителя также является основой для деления газовых горелочных устройств на несколько групп. По этому критерию выделяют бесфакельные и факельные горелки. В первом случае смешение газа и воздуха происходит в необходимых для сжигания газа пропорциях, во втором имеет место неполное смешение.

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.