Конструирование и расчет горелочных устройствРазмеры выходных амбразур горелок определяются через площади сечений каналов, необходимых для прохода пылевоздушной смеси (f1) и вторичного воздуха (f2) [1]: ; . где V1 и V2 – объемный расход через горелку пылевоздушной смеси (V1) и вторичного воздуха (V2), м3/с; W1 и W2 – скорость пылевоздушной смеси и вторичного воздуха в каналах горелки, м/с. Скорость пылевоздушной смеси принимается равной W1 = 23 м/с [1], и скорость вторичного воздуха W2 = 1,9∙W1 = 1,9∙23 = 43,7 м/с. Так как пыль транспортируется всем сушильным агентом (схема с прямым вдуванием), то объемный расход через горелку пылевоздушной смеси равен [1] , где Vвл.см = 2,34 м3/кг – объемный расход влажной смеси за пылесистемой [3]. м3/с; Объемный расход через горелку вторичного воздуха определяется выражением [1] , где α2 - коэффициент подачи через горелку вторичного воздуха; = 2.53м3/кг - теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг топлива, при избытке α = 1 и нормальных условиях (101,3 кПа; 0 °С); t2 = tг.в = 400 °С – температура вторичного воздуха. Коэффициент подачи вторичного воздуха α2 находится из выражения для коэффициента избытка воздуха в горелках [1] αг = α1 + α2 + αс + αг.рц + αц, где α1 – коэффициент подачи первичного воздуха, при транспорте пыли сушильным агентом с подачей всего его количества в канал пылевоздушной смеси определяемый по формуле , где g1 = 1.78кг/кг – количество (масса) сушильного агента, подаваемого в пылесистему [3]; rв – суммарное количество воздуха на входе в пылеприготовительную установку в долях от g1, определяемое из выражения [1] rв = rг.в + rх.в + rд.г∙rв.г, где rг.в – количество горячего воздуха, поступающего на сушку, в долях от g1; rх.в - количество холодного воздуха, подаваемого на сушку, в долях от g1; rд.г – количество дымовых газов, поступающих на сушку, в долях от g1; rв.г – количество воздуха в дымовых газах, поступающих на сушку, в долях от rд.г; Для данной пылесистемы rв = 1, так как сушильный агент подается в пылеприготовительную установку весь в количестве g1. kз – коэффициент, который учитывает возможность увеличения присосов в условиях эксплуатации из-за нарушения плотности пылесистемы; так как пылеприготовительная установка работает под давлением, то kз = 0; kпрс = 0 - коэффициент присоса воздуха в пылесистеме; = 0,54; αс - коэффициент подачи воздуха через канал сушильного агента в пределах горелки; так как транспорт пыли осуществляется всем количеством сушильного агента, то αс = 0; αг.рц - коэффициент подачи воздуха через специальный канал газов рециркуляции в пределах горелки; αг.рц = 0 в следствие отсутствия рециркуляции газов через горелки. αц - коэффициент подачи центрального воздуха, поступающего в центральный канал вихревых горелок; для прямоточных горелок αц = 0. Коэффициент избытка воздуха в горелках на поданное в них топливо αг связан с коэффициентом избытка αт и присосами Δαт воздуха в топке, принимаемыми на сгоревшее топливо, соотношением (при подаче всего сушильного агента через горелки) [1] , где Δαнер.г - коэффициент подачи горячего воздуха, поступающего в неработающие горелки для их охлаждения; так как считается, что все горелки работают, то Δαнер.г = 0. = = 1,16; Коэффициент подачи вторичного воздуха α2 равен ; Объемный расход вторичного воздуха через горелку равен: 13.2 м3/с. Площади сечений каналов, необходимых для прохода пылевоздушной смеси (f1) и вторичного воздуха (f2) равны: 0,303м2; 0,302 м2. Для прямоточных горелок связь между площадями f1 и f2 и размерами каналов первичного и вторичного воздуха выходной амбразуры горелок определяется зависимостями [1]: ; , где zc1 и zc2 - число сопл пылевоздушной смеси и вторичного воздуха в одной горелке; и - высота сопла пылевоздушной смеси () и вторичного воздуха (), м; и - ширина сопла пылевоздушной смеси и вторичного воздуха, м. Для вертикально-щелевых горелок с односторонней подачей пылевоздушной смеси при твердом шлакоудалении размеры каналов первичного и вторичного воздуха рекомендуется подбирать такими, чтобы выполнялись следующие соотношения [1]: 2 – 4; 4 – 6; 4 – 6; 0,5 – 1,2; 14 – 22; h1 = h2. Данные рекомендации при f1 = 0.303 м2 и f2 = 0.302 м2 соблюдаются только тогда, когда у горелки будут два сопла пылевоздушной смеси и одно сопло вторичного воздуха. Но такая горелка невыгодна с точки зрения маневренности котла. Для снижения производительности котла необходимо уменьшить расход топлива, отключив одно сопло горелки, и снизить подачу воздуха, необходимого для горения. Но так как короб вторичного воздуха один, то придется уменьшать скорость вторичного воздуха, что плохо отразится на общей вихревой структуре потока в топке. Поэтому число сопл zc1 и zc2 принимается равными двум, так как при отключении одной пары сопл, вторая пара будет работать, сохраняя нужный вихрь. Соотношение h1/b1 принимается равным 4. Отсюда размеры каналов первичного и вторичного воздуха выходной амбразуры горелок определяется следующим образом:
Размеры амбразуры и габариты горелки следующие bа ≈ bг = b1 + b2 = 0,19 + 0,19 = 0,38 м; Расстояние между соплами задается не менее 0,1 м и не более 2,5∙bг = 2,5∙0,38 = = 0,95 м: hр = 0,152 м; hа ≈ hг = h1 + hр + h2 = 0,76 + 0,152 + 0,76 = 1,672 м. Соотношения между размерами горелки получаются следующими:
; ; ; ;h1 = h2.
По выше проведённым расчётам была сконструирована прямоточная горелка с односторонней подачей пылевоздушной смеси.
Все размеры и габариты смотреть на рисунке 10.1.
1 – пылевоздушная смесь; 2 – вторичный воздух; 3 – мазут; 4 – запально-защитное устройство (ЗЗУ); 5 – лючок, гляделка.
Рисунок 10.1 – Горелка прямоточная вертикально-щелевая с односторонним подводом пылевоздушной смеси (ГПОв)
|