Устройство газомазутной горелки гмг кратко

Обновлено: 02.07.2024

Конструкция и принцип действия газомазутных горелок

Газомазутные горелки паровых стационарных котлов предназначены для сжигания мазута и газа и обеспечения, в совокупности с топкой, полного сгорания топлива путем создания однородной топливно-воздушной смеси. Они обладают возможностью как раздельного сжигания газа и мазута, так и совместного использования этих видов топлива. В последнем случае мазут выступает как присадка к газу, что улучшает качество сгорания, увеличивает интенсивность теплового излучения, снижает уровень токсичности удаляемых в атмосферу продуктов сгорания. Газомазутные горелки идеально подходят для котлов и систем, подключенных к топливным магистралям (чаще всего газовым) с большой вероятностью перебоев подачи топлива. В случае подобной ситуации переключение топлива на горелке обеспечит стабильную работу котельного оборудования.

Горелки газомазутные ГМГ обладают очень важным преимуществом: одинаково хорошим качеством сжигания всех допустимых видов топлива и простотой их переключения. Система для сгорания обеспечивает для каждого типа горючего самые оптимальные условия. Мазут следует изначально распылить, потом смешать с воздухом и поджечь, газообразное топливо быстрее сгорает при меньшем коэффициенте избытка воздуха. Как правило, газ (сжиженный или магистральный) основным типом горючего. При переключении на мазут сначала подаётся пар форсунку, а за ним мазут под давлением 0,3-0,4 Мпа, с постепенным увеличением. Подача газа прекращается сразу после зажигания мазута. При переключении с мазута на газ, поступление жидкого топлива уменьшают до 0,3-0,4 Мпа, после чего начинают подачу газа. Как и в первом случае, после зажигания газообразного топлива поступление мазута прекращают. Описанные процессы полностью автоматизированы, возможна настройка выбора приоритетного типа топлива.

Газомазутная горелка этого типа предоставляет собой полуавтоматическое устройство. Горелка комплектуется мазутной форсункой, гляделкой, запально-сигнализирующим устройством, датчиком контроля факела горелки. Кроме того, по требованию заказчика горелки могут оборудоваться устройствами автоматического розжига и контроля пламени.

Горелка – одна из главных частей котла на любом виде топлива. Это узел, в котором происходит процесс сжигания горючего с последующим образованием большого количества тепловой энергии, нагревающей или испаряющей воду. Двухтопливные газомазутные горелки предназначены для обеспечения работы котла при использовании поочередно двух видов топлива – газа (магистрального или сжиженного) и мазута.

Особенности газомазутных горелок

На сегодняшний день водотрубные котельные устройства (ДЕ, ДКВР) и водонагревательные установки (КВ-ГМ) оснащаются двухтопливными газомазутными горелками. Данное оборудование отвечает современным стандартам безопасности и экономичности расхода горючего при работе. Главная особенность горелок – это одинаковое качество сжигания, как мазута, так и газа. Подобная характеристика позволяет с большой точностью рассчитать расход топлива, что приводит к его экономному расходованию, и увеличивает КПД котла и всей котельной в целом.

Агрегат является конструкцией, состоящей из газового разжигателя и мазут-форсунки, а особенности сборки у разных моделей могут отличаться. Газомазутное оборудование используется при отдельной или общей переработке горючего. Устанавливая горелку на передней перегородке котла, специалисты зачастую выполняют обмуровку, выкладывая амбразуру.

Горелки короткофакельные даухтопливные

Для тепловых генераторов ДКВР наиболее распространенным вариантом являются короткофакельные газомазутные устройства ГМГ и их усовершенствованные версии ГМГм, которые, в отличие от предшественника, имеют два ряда мелких проходов для выпуска газа. Эти отверстия расположены под прямым углом, благодаря чему воздушные потоки закручиваются, а КПД котла повышается. ГМГм показывает меньший коэффициент избыточного воздуха и в целом обладает более высоким качеством эксплуатации, нежели ГМГ. По этой причине они являются предпочтительными при выборе горелки для промышленных паровых котлов.

Площадь поперечного сечения трубы вторичного воздуховода должна в полтора-два раза превышать данный параметр у первичной воздушной трубы устройства. Оснащая котел несколькими газомазутными горелками, владельцу придется следить за работой сразу всех устройств. Включая или отключая часть горелок, существует риск перегрева оборудования, что может привести к неполадкам во всех других агрегатов, которые до этого оставались в рабочем состоянии. Регулировать мощность можно, меняя объем расходуемого горючего и количество поступающего во вторичный трубопровод воздуха.

Конструктивные особенности

Конструкция ГМГм включает в себя проводящий газ и воздух элемент, форсунку и завихряющие элементы лопаточного типа. Закручивание воздушных масс в устройстве одностороннее. Огонь стабилизируется благодаря туннелю, выполненному из керамики. Этот материал более всего подходит потому, что его теплопередача полностью соответствует заявленной цели.

Зажигается ГМГ в состоянии закрытых шиберов воздуха. Это происходит следующим образом: запорный элемент медленно открывается, и происходит зажигание находящегося в устройстве газа. Затем шиберы корректируют работу устройства, устанавливая необходимый режим. Чтобы избежать появления неисправности факела, необходимо контролировать мощность устройства на старте. Оптимальным является значение в пределах 25,5%. Также важно следить за тем, чтобы давление газообразного горючего в горелке превышало показатель давления воздуха во вторичном трубопроводе. Когда горелка начинает работать, форсунку для мазута извлекают, а отверстие с торца закупоривают.

Как работает горелка при переходе с одного топлива на другое

Подобного вида узлы чаще работают на сжигание газа, включается режим сжигания жидкого топлива только при прекращении его подачи. Это происходит автоматически, работа котла не останавливается ни на минуту. Переводя горелку с газа на мазутное топливо, производится подача пара в форсунку, после чего в устройство подается горючее под давлением 0,3-0,4 МПа. Сразу после воспламенения мазута необходимо прекратить поступление газа в устройство, а затем отрегулировать режим работы.

Если горелка, наоборот, переводится с жидкого горючего на газообразное, то давление мазута заранее снижается до 0,3-0,4 МПа, а затем производится постепенная подача газа. Когда газообразное горючее воспламеняется, подача мазута останавливается, и горелка начинает работать по установленному плану. Данный процесс также автоматизирован, он происходит при возобновлении подачи газа из центральной магистрали или газгольдера.

Правила эксплуатации газомазутных горелок

Чтобы повысить безопасность и сделать работу узла максимально эффективной, нужно выполнить несложные манипуляции. Прежде чем начинать розжиг, внимательно осмотрите форсунку и продуйте ее при помощи пара. Начальный запуск лучше осуществлять с помощью газа или нетяжелого горючего. Если таковых не имеется, можно воспользоваться древесиной, постепенно переводя на мазут. При эксплуатации оборудования в интервале от 70% до 100% номинального показателя мощности хватит механического распыления мазута.

Если же при эксплуатации необходимы низкие нагрузки, в качестве распылителя можно применить пар под давлением 0,15-0,2 МПа. Расходуется пар в пропорции 0,3 кг на 1 кг жидкого топлива. Не следует использовать влажный пар, так как он приведет к снижению качества распыления. Также нежелательно применение пара, нагретого выше 200°С.

Включение горелки ГМГм производится постепенным уменьшением количества поступающего горючего и воздуха вторичного потока. Когда поступление топлива прекратится, воздух должен охлаждать устройство в течение примерно десяти минут. Затем устройство герметично закупорит оба шибера, после чего следует обязательно извлечь форсунку. Это делается во избежание появления зажигательной смеси в топке, воспламенение которой может привести к полному выходу из строя всей системы.

Отчего может выйти из строя ГМГ

Поскольку строение и принцип работы ГМГ несколько сложнее, чем любой одно топливной горелки, разного рода неполадки в ее работе встречаются чаще. Ухудшения эксплуатационных качеств происходят при следующих ошибках:

· Неверный угол раскрытия воздуховодов;

· Неверно установленная или засоренная форсунка

· Подача пара с недопустим высокими температурой и давлением.

В котельном оборудовании ДЕ зачастую применяются горелки ГМ и ГМП, которые обладают идентичным строением. На фронтальной стенке каждого котла устанавливается одна горелка, закрепляемая с применением фланца. Отверстие, которое остается после извлечения фланца с завихряющим элементом, используется как лаз.

Газопроводящий элемент ГМГ

Газопроводящий элемент установки представляет собой соединенный с подающей воздух трубой прямоугольный кольцевой коллектор, оснащенный отверстиями для выпуска газа. Торец коллектора оборудован металлическим ободом, выполненным в виде полукруга. Внутри коллектора находится специальная обечайка, отвечающая за равномерность циркуляции газовых масс.

Направление воздуха регулируется лопаточным завихряющим элементов осевого вида. Лопатки завихрителя неподвижны и располагаются под углом 45°. Поступающий воздух делится на две части: первичный идет в воздушный короб устройства, проходит через завихритель, а затем перемешивается с газом, способствуя его сгоранию. При этом вторичные воздушные массы попадают в емкость для сжигания через специальное отверстие, приводя к полному сжиганию газа.

Форсунки элемента для жидкого топлива

Форсунки – это отверстия, через которые под давлением подается жидкое топливо. Они различаются по принципу эксплуатации, подразделяясь на паромеханические и акустические. Первые используются в устройстве газомазутных горелок ГМГм. В акустических моделях завихряющий пар элемент отсутствует, а его роль выполняет специальная втулка. Она позволяет рабочей среде проходить в предназначенные для этой цели каналы котла.

Форсунка включает в себя головку-распылитель, ствол и корпус. Головка-распылитель – это главная рабочая часть форсунки, состоящая из завихряющих элементов, распределяющей шайбы, прокладки, втулки и накидной гайки. Перемещаясь по внутренностям ствола, мазут попадает в топливный отсек. Пар же, протекая по наружной ствольной трубе, оказывается в участке форсунки, предназначенном для пара.

При сгорании мазута необходимо четко контролировать образование нагарного загрязнения на внутренних стенках стакана. Когда форсунка отключается, она выводится из воздухопроводящей коробки и тщательно очищается. Если при работе горелки наблюдается необычный шум или вибрация, это может быть сигналом о выходе из строя подшипников, неправильной установки факела или смещении положения форсунки.

На каких котлах стоят газомазутные горелки

Такого вида узлы ставят на водогрейные и паровые котлы, подключенные к централизованной газовой магистрали с высокой вероятностью перебоев подачи газа. Тогда происходит автоматический переход на жидкое топливо, то есть мазут. Водогрейные котлы с газомазутными горелками широко применяется для обогрева сооружений жилого сектора, коммунальных зданий и промышленных объектов. В качестве источника тепла выступает вода, которую нагревают до отметки +115 °С.

Паровые котлы с ГМГ пользуются спросом для обогрева промышленных зданий. Теплоносителем у таких котельных выступает пар, но топливо может быть различным. Также газомазутные горелки устанавливают на котлы комбинированного типа. Если необходимо обеспечить поступление горячей воды для обогрева помещения, его вентиляции и водоснабжения, используют водогрейные агрегаты. Для поддержки производственных циклов запускаются паровые котлы. И те, и другие допускают работу с двумя видами топлива.

В настоящее время на водотрубных котлах (ДЕ, ДКВР) и водогрейных агрегатах (КВ-ГМ) устанав­ливаются газомазутные горелки различных конструкций, удовлетворяющие требованиям экономичной и безопасной эксплуатации. Главным при этом является обеспечение примерно равного качества сжи­гания и длины факела на обоих видах топлива (природном газе и мазуте).

Газомазутные горелки представляют собой комплекс из газовой горелки и мазутной форсунки и в зависимости от конструкции предназначены для раздельного или совместного сжигания газового и

Жидкого топлива. Для установки горелки во фронтовой стенке (обмуровке) котла выполняют амбразу­ру.

В теплогенераторах ДКВР наибольшее распространение получили короткофакельные газомазутные горелки ГМГ и их модернизированный вариант ГМГм, установка которых показана на рис. П21, а ос­новные характеристики которых приведены в [12, табл. 7.52 ].

Горелка ГМГм отличается от ГМГ устройством газового насадка, имеющего два ряда газовыпу­скных отверстий, направленных под углом 90° друг к другу, которые закручивают поток первичного и

Вторичного воздуха, что обеспечивает снижение коэффициента избытка воздуха до 1,05, повышение КПД котла на 1 %, а также улучшает его эксплуатационные показатели.

Площадь сечения трубопровода вторичного воздуха должна быть в 1,5.2 раза больше площади се­чения патрубка первичного воздуха горелки. При установке на котле нескольких горелок их производи­тельность регулируют изменением тепловой мощности всех горелок одновременно, так как включение или отключение части горелок приводит к их перегреву и выходу из строя оставшихся в работе. Регу­лирование тепловой мощности производится изменением расхода топлива и количеством соответствен­но вторичного воздуха (шибер первичного воздуха открыт полностью).

Устройство горелки ГМГм представлено на рис. П22, а. Газомазутная горелка ГМГм состоит из га­зовоздушной части 1, паро-механической форсунки 6, лопаточных завихрителей первичного 5 и вто­ричного 2 воздуха, монтажной плиты 3 со стаканом 7 для установки запально-защитного устройства и заглушки для закрывания форсуночного канала при снятии форсунки. Закрутка воздуха в горелке обои­ми регистрами производится в одну сторону (правого или левого вращения в зависимости от компонов­ки завихрителя). В качестве стабилизатора пламени используется конический керамический туннель 4.

Зажигание горелки производят при закрытых воздушных шиберах: плавно открывают запорное устройство на газопроводе, после воспламенения газа - шибер первичного воздуха, а затем с помощью шибера вторичного воздуха и регулирующего устройства на газопроводе устанавливают заданный ре­жим. Во избежание отрыва факела при пуске тепловая мощность горелки не должна превышать 25.50 % от номинальной мощности, а давление газа должно быть больше давления вторичного воздуха. При работе горелки на газе мазутную форсунку удаляют из топки, а торцевое отверстие канала закрывают заглушкой.

Устройство мазутной форсунки ГМГм представлено на рис. П22, б. Мазут под давлением 1,25.2 МПа по внутренней трубе форсунки подводится к распыливающей головке, где последовательно уста­новлены: шайба распределительная 8 с отверстиями (от одного до двенадцати), а также завихрители - топливный 9 и паровой 10, имеющие по три тангенциальных канала. Шайба и завихрители крепятся с помощью накидной гайки 11. Мазут проходит через отверстия распределительной шайбы, далее по тан­генциальным каналам попадает в камеру завихрения и, выходя через сопловое отверстие, распыливает - ся за счет центробежных сил. При снижении тепловой мощности до 70 % от номинальной по наружной трубе форсунки подается пар, который через каналы накидной гайки проходит к каналам парового за - вихрителя и, выходя закрученным потоком, участвует в процессе распыливания мазута.

При переходе с газового топлива на жидкое (мазут) в форсунку предварительно подают пар, затем мазут под давлением 0,2.0,5 МПа. После его воспламенения отключают газ и регулируют режим. Для перехода с жидкого топлива на газовое снижают давление мазута до 0,2.0,5 МПа и постепенно подают газ. После воспламенения газа прекращают подачу мазута и устанавливают заданный режим.

Перед розжигом горелки на мазуте следует проверить положение мазутной форсунки и продуть ее паром. Первоначально розжиг рекомендуется производить на газе или легком топливе (дизельное топ­ливо, керосин). При их отсутствии растопку производят дровами с последующим переходом на мазут. При работе горелок на мазуте в пределах 70.100 % от номинальной тепловой мощности достаточно механического распыления мазута, а на более низких нагрузках (менее 70 %) для распыления применя­ют пар под давлением 0,15.0,2 МПа. Расход пара около 0,3 кг на 1 кг мазута. Для распыления не реко­мендуется использовать пар с высокой влажностью (увеличение влажности снижает качество распыле­ния) и пар с температурой более 200 °С (возрастает опасность коксования распылителей).

Горелку ГМГм выключают плавным, пропорциональным уменьшением подачи топлива и вторич­ного воздуха. После полного прекращения подачи топлива воздух должен поступать в горелку для ох­лаждения 10.12 мин. После этого полностью закрывают шибер вторичного, а затем первичного возду­ха и вынимают форсунку из горелки для того, чтобы в топке не образовалась газовоздушная, огнеопас­ная смесь.

Уменьшение угла раскрытия туннеля, неправильная установка или засорение форсунки при сжига­нии мазута способствуют образованию кокса в туннеле, вибрации и росту сопротивления горелки по воздуху.

В котлах ДЕ устанавливают горелки ГМ или ГМП, конструкции которых одинаковы, а основные характеристики даны в [12, табл. 7.53]. На фронтовой стене каждого котла расположена одна горелка, которая крепится с помощью специального фланца. Отверстие, образующееся при снятии фланца с за - вихрителем, используется в качестве лаза.

Общий вид горелки ГМ представлен на рис. П23. Угол раскрытия амбразур для горелок ГМ - 50°, общая длина амбразуры - 250 мм, цилиндрической части - 115 мм. Горелка состоит из форсуночного узла, периферийной газовой части и однозонного (для всех горелок ГМ) воздухонаправляющего уст­ройства. В форсуночный узел входят паро-механическая (основная) форсунка 1, расположенная по оси горелки, и устройство 2, смещенное относительно оси, предусматривающее установку сменной форсун­ки, которая включается на непродолжительное время, необходимое для замены основной форсунки.

Газовая часть горелки состоит из газового кольцевого коллектора 3 прямоугольной формы (в сече­нии) с газовыпускными отверстиями и подводящей трубы. К торцу коллектора приварен кольцевой обод полукруглой формы. Внутри коллектора имеется разделительная обечайка, которая способствует более равномерному распределению газа по коллектору. Воздухонаправляющее устройство 4 представ­ляет собой лопаточный завихритель осевого типа с неподвижными профильными лопатками, установ­ленными под углом 45°. Воздух, поступающий по воздуховоду, ограниченному фронтом 5 котла и ме­таллической стенкой 6, делится на два потока: первичный направляется в воздушный короб 7 горелки, закручивается в завихрителе 4 и, смешиваясь с газом, участвует в процессе сжигания в первой половине футерованной камеры сгорания котла; вторичный воздух поступает в камеру сгорания через щель, обеспечивая полное сгорание газа.

Мазутные форсунки могут быть паро-механические или акустические. Паро-механические форсун­ки конструктивно идентичны форсункам горелок ГМГм (рис. П22). Акустические форсунки отличаются от паро-механических форсунок отсутствием парового завихрителя, который заменяется специальной втулкой.

Паро-механическая форсунка состоит из распыливающей головки, ствола и корпуса. Распыливаю - щая головка является основным узлом форсунки и состоит из парового и топливного завихрителей, рас­пределительной шайбы, прокладки, втулки и накидной гайки. Мазут проходит по внутренней трубе ствола и попадает в топливную ступень форсунки. Пар проходит по наружной трубе ствола и попадает в паровую ступень форсунки.

Все горелки ГМ оборудованы запально-защитным устройством 8 с ионизационным датчиком ЗЗУ-

В водогрейных котлах КВ-ГМ-10 (-20, -30) устанавливают ротационные газомазутные горелки РГМГ, устройство которых представлено на рис. П24, а основные характеристки приведены в [12, табл. 7.51].

В теплогенераторах КВ-ГМ-10 (-20, -30) коллекторы фронтового экрана образуют квадрат, в котором размещена амбразура горелки, выполненная из пластичной хромитовой массы, нанесенной по шипам. В амбразуру (рис. П19) устанавливают ротационные газомазутные горелки РГМГ-10 (-20, -30). Горелки состоят из ротационной мазутной форсунки 11, газовой части 7, завихрителя вторичного воздуха 10, ко­роба первичного воздуха, кольца рамы 3, переднего кольца 8 и запально-защитного устройства (ЗЗУ) 5. Из комплекта ЗЗУ на трубе 6 горелки устанавливают газовый запальник и фотодатчик. Труба 6 закреп­лена на крышке 19.

Газовая часть состоит из газораздающей кольцевой камеры 7 и двух газоподводящих труб 4, соеди­ненных с приемным патрубком 1. Газораздающая камера расположена у устья горелки и имеет один ряд газовыпускных отверстий 12. Опорная труба 14 поддерживает газораздающую камеру снизу, а рамки 13 служат для центровки завихрителя вторичного воздуха. Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из воздушного короба 2, завихрителя 10, переднего кольца 8, образующего устье горел­ки и амбразуры 9. Завихритель вторичного воздуха (осевого типа с гнутыми лопатками, установленны­ми под углом 40° к оси горелки) можно перемещать вручную вдоль оси горелки по направляющим ра­мы 16 с помощью подшипников 15, тяг и рукояток. Задняя часть 17 наружного обода завихрителя слу­жит воздушным шибером.

Ротационная мазутная форсунка 11 представляет собой полый вал-ротор, на котором закреплены гайки питателя и распыливающий стакан. Распыливающий стакан - это полый цилиндр, полость кото­рого полирована, хромирована и образована двумя усеченными конусами.

В торце стакана просверлены отверстия для прохода части первичного воздуха в воздушные каналы гайки - питателя, что уменьшает возможность коксования внутренних поверхностей стакана и самой гайки. Крутящий момент от электродвигателя к валу-ротору форсунки передается клиноременной пере­дачей. Топливо в форсунку подается по консольной топливной трубке, размещенной в центральном от­верстии вала-ротора, и далее, под действием центробежных сил, через четыре радиальных канала вытека­ет на внутреннюю стенку распыливающего стакана, образуя пленку, которая движется в осевом направ­лении (в топку). Пленка топлива стекает с выходной кромки стакана, становится тонкой и затем распа­дается на капли. Для получения необходимого угла раскрытия конуса к выходной кромке стакана пода­ется первичный воздух, который способствует более тонкому распыливанию топлива.

В передней части форсунки к кожуху на резьбе крепится завихритель первичного воздуха, лопатки которого наклонены к оси форсунки на 30°, а корпус имеет окна 18 для подвода воздуха к завихрителю. Первичный воздух к форсунке подается от вентилятора высокого давления, а для регулирования его ко­личества внутри патрубка первичного воздуха установлен шибер. При сжигании мазута недопустимо нагарообразование на внутренней стенке стакана. После отключения форсунки ее выводят из воздушно­го короба и очищают внутреннюю поверхность стакана деревянным или алюминиевым ножом и про­мывают соляркой. Повышенный шум и вибрация свидетельствуют об износе подшипников, несиммет­ричности факела, смещения ротора форсунки.

Горелки газомазутные ГМГ, ГМГм, ГМ (ГМП), ГМУ

Энергетика, энергетическое и электротехническое оборудование

Газомазутные горелки ГМГ, ГМГм, ГМ (ГМП), ГМУ предназначены для раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива в топках котлов типа ДКВР . Допускается совместное сжигание этих топлив в период переключения горелки с одного вида топлива на другой.
Индекс "С" означает работу горелки на газе среднего давления. Допускается использование горелок для сжигания более легких сортов жидкого топлива. Расчетными топливами для горелок являются: мазут по ГОСТу 10585—75; природный газ с теплотой сгорания 8500±850 ккал/м3. Горелки могут использоваться и для сжигания других топлив: более легких сортов жидкого топлива (дизельного, печного и др.); сырой нефти; горючего газа с теплотой сгорания, отличной от расчетной. Горелки могут также работать и на нерасчетном давлении газа перед горелками. Во всех этих случаях, при работе в нерасчетном режиме, необходимо пересчитать расходные характеристики (режимные графики) горелки, при необходимости произвести реконструкцию газовой части горелки путем изменения диаметра и количества газовыдающих отверстий с проверкой внедрения газовых струй в воздушный поток.
По принципу распыливания жидкого топлива газомазутные горелки подразделяются на 2 группы:
- газомазутные горелки с паромеханическими форсунками
- газомазутные горелки с ротационными форсунками (ротационные газомазутные горелки).
Газомазутные горелки с паромеханическими форсунками по способу организации аэродинамики факела, по количеству воздушных потоков, типу и конструкции воздухонаправляющих устройств и газовой части подразделяются на три типа: ГМГм, ГМ (ГМП) и ГМУ .
Внутри каждого типа горелки максимально унифицированы по конструкции основных узлов и деталей, а в ряде случаев и по абсолютным размерам некоторых узлов и деталей.

Читайте также: