заполнение сечения топки факелом должно обеспечивать равномерное распределение плотности теплового потока излучения Г/пад по периметру ТОПКИ С допустимой неравномерностью (<7”дХ,<?пад) не более 1,3;
максимальная плотность теплового потока излучения должна обеспечивать соблюдение нормативных требований по допустимым максимальной плотности воспринятого теплового потока и максимальной температуре экранов;
удары факела в экраны не допускаются;
развитие индивидуальных факелов горелок и пх взаимодействие, температурные и концентрационные характеристики факела должны обеспечивать ограничение выбросов окпслов азота и серы (NOX и SO3) и сажистых частиц;
следует учитывать возможности компоновки котла в целом и обеспечивать удобство эксплуатации и обслуживания;
необходимо способствовать уменьшению металлоемкости котла.
При расчете газомазутных топок определяющим следует считать расчет при сжигании мазута.
КОЛИЧЕСТВО И РАЗМЕЩЕНИЕ ГОРЕЛОК, РАЗМЕРЫ ТОПКИ
Тепловая мощность топки QT = BQ₽ определяется по тепловому расчету котла.
Тепловая мощность горелки Qr= BrQP , количество горелок zr= QT/Qr и количество ярусов их размещения z(ip выбираются с учетом компоновки котла в целом и соблюдением следующих условий:
величины теплового напряжения сечения топки qy = QylFy и условного тепловыделения на один ярус горелок qp =qelz»v для барабанных котлов должны быть соответственно не более 4 МВт/м2 и 2 МВт/м2, а для котлов сверхкритического давления — не более 9 МВт/м2 и 3 МВт/м2;
расчетная тепловая мощность горелки должна соответствовать типоразмерному ряду с допускаемым отклонением, указанным в п. 2.2.1;
расстояние от осей крайних горелок до ограждающих поверхностей топки SPT должно быть для одностороннего расположения горелок (на фронтовой или задней стене топки) не менее 3,0D„, для встречного расположения горелок — не менее 3,5 £>П;
расстояние между осями горелок в горизонтальной S, и в вертикальной плоскости /гпр должно быть соответственно не менее 2,5 Dn и 3,0 £)п;
расстояние от пода топки до осей 1-го яруса горелок /гг должно быть не менее 2,5 D„ для одноярусного расположения горелок и не менее 3,0 D„ для многоярусного расположения горелок.
Глубина топки ат при одностороннем расположении горелок должна быть не менее 7,0 D„, при встречном расположении — не менее 8,0 £>П-
Ширина топки при одностороннем расположении горелок вычисляется по формуле £т = 2SCT + [(zr/zltp) — 1 ] Sr,
при встречном расположении горелок — по формуле
b, — 2SCT + [(г., 2г1|р)- 1] Sr.
Площадь поперечного сечения топки вычисляется по данным пп. 2.3 и 2.4 по формуле FT= афу.
С
Расположение горелок
хемы расположения горелок на стенах топочной камеры и направление вращения потоковОдноярусное
встречное или
односрронтобое
Двухъярусное встречное или односрронтобое
Встречное на боковых стенах треугольником вершиной вниз
Ч
ерт. 1
Высота топки //т определяется тепловым расчетом топки из условия получения заданной температуры на ее выходе по нормативному методу.
При этом высота топки должна удовлетворять также условию
Нт — hv (z„p 1) /іцр ~Ь ^ф,
Где /2ф — вертикальная составляющая длины факела при полноте выгорания топлива [3 = 0,995, определяемая по п. 3.1.
Принятые в соответствии с пп. 2.2—2.6 мощность, количество и размещение горелок, а также размеры топки с целью удовлетворения требований, перечисленных в п. 1.2, уточняются позониым тепловым расчетом с учетом длины факела и динамики тепловыделения, определяемых по пп. 3.1 н 3.2.
Направление крутки потоков у крайних горелок со стороны экранов должно быть сверху вниз.
Рекомендуемые схемы направления крутки потоков горелок показаны на черт. 1.
РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФАКЕЛА
Длину факела /ф по условной аэродинамической оси4 при задаваемой полноте выгорания топлива р в пределах от 0,970 до 0,995, рекомендуется рассчитывать по формуле где А=1—для встречного расположения горелок;
А = 1,1—для одностороннего расположения горелок;
аг—коэффициент избытка воздуха (в’ пределах от 1,01 до 1,05) по поданным в горелку топливу и воздуху;
Вг—расход топлива (мазута) на номинальном режиме, т/ч;
п — показатель степени, определяемый по графику на черт. 2;
К,— поправочный коэффициент, учитывающий влияние рециркуляции газов при подаче их через горелки (при г = 0; 10; 154-20 % соответственно Кг— 1,0; 1,5; 1,3).
Приведенная формула справедлива для вихревых горелок указанной в данном стандарте конструкции с паромеханпческими форсунками, работающих в условиях газоплотных топок под наддувом.
Длина горизонтального участка факела принимается:
для^встречного расположения горелок Ьф = Ьт/2', для одностороннего расположения горелок при средней осевой скорости в узком сечении амбразуры 35—55 м/с Ьф= (5-4-6)£>п-
Длина вертикального участка факела определяется по выражению Лф = /ф— Ьф.
Черт. 3
О
8Г, т/н
п 0,7 0,6 0,5
Черт. 2
тносительное выгорание топлива по длине факела при условиях, указанных в п. 3.1, рассчитывается по формуле—
где
отношение количества топлива, выгоревшего в факеле до сечения х, к количеству топли- ва, поступающего в горелку;7$—длина факела, определяемая по п. 3.1, при (3 = 0,97;
К = 0,03— константа;
Р — показатель степени, равный 0,8; 1.4; 1,2 соответственно при степени рециркуляции газов, подаваемых через горелки, г = 0; 10; 154-20%;
х — расстояние от форсунки до расчетного сечения х по траектории факела.
Формула справедлива для в пределах от 0,40 до 0,97.
На черт. 3 приведен график выгорания мазута по длине факела при (3 = 0,97, г = 15% и а=1,03.
УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ РАБОТЫ ГОРЕЛОК И ТОПКИ
Для снижения вредных выбросов окпслов азота и повышения надежности работы поверхностей нагрева котла рекомендуется ведение режимов горения с минимальными избытками воздуха и подача газов рециркуляции в топку в смеси с воздухом, подаваемым в периферийные каналы горелок или через отдельные периферийные каналы горелок со степенью рециркуляции газов 10—15% для барабанных котлов и 15—20% Для прямоточных сверхкритического давления.
Для обеспечения максимальной эффективности работы топки в условиях, указанных в п.4.1, в том числе для повышения экономичности работы котла и сохранения выбросов сажистых частиц на допустимом уровне необходимо;
обеспечить минимальную разверку режимов горения горелок по коэффициенту избытка воздуха (не более ±5% от среднего по топке);
вести режим горения у границы появления химического недожога, контролируемого индикаторами химического недожога;
применять форсунки, соответствующие требованиям ГОСТ 23689—79;
корневой угол распиливания форсунок выбирать минимальным по условию допустимых выбросов сажистых частиц и не более 85—90° для горелок тепловой мощностью до 60 МВт и не более 90—95° для горелок тепловой мощностью от 60 до 90 МВт; в конкретных условиях минимально допустимый корневой угол распыливания уточняется опытным путем;
регулирование подачи топлива (мазута) при изменении нагрузки котла во всем рабочем диапазоне производить качественно (без отключения горелок).
При количестве горелок на котел до 16 предпочтительным является индивидуальный подвод воздуха к горелкам с установкой шиберов для выравнивания расхода воздуха на каждую горелку.
При количестве горелок свыше 16 предпочитается групповой подвод воздуха к горелкам или из общего короба.
При подаче газов рециркуляции в топку в смеси с периферийным воздухом ввод газов рециркуляции рекомендуется производить в общие короба периферийного воздуха до разделения их на индивидуальные короба к горелкам
.
ПРИЛОЖЕНИЕ?
Справочное
ПРИМЕР КОНСТРУКТИВНОГО РАСЧЕТА ГОРЕЛКИ
Таблица 1
Исходные данные для расчета газомазутной горелки (см. черт. 5 стандарта)
Наименование параметра |
Обозначение |
Способ определения |
Результат |
||
Тепловая мощность горелки, МВт Низшая теплота сгорания топлива: мазут, МДж/кг газ*, МДж/м3 ’ Расход топлива на горелку: мазут, кг/с газ при СП, м3/с Теоретическое количество сухого воздуха, для полного сгорания топлива, прн СП: мазут, м3/кг газ, м3/м3 Температура горячего воздуха, К Температура природного газа, К |
необходимого |
Q, <2«р Вг ( ^газ)г тв |
Принимается по данным теплового расчета котла и обязательному приложению 1 Задана Q? Q» Принимается по данным теплового расчета котла То же » |
60 39,77 37,43 60,00 _ 39,77 ~ 60,00 _ 37,43 10,9 10,0 ' " 612 288 |
1,51 1,60 |
Давление природного газа перед горелкой (абсолютное), Па |
газ |
Принимается в пределах, указанных в табл. 4 настоящего стандарта |
13,80-104 |
||
Степень рециркуляции топочных газов при нагрузке, °/о Температура газов рециркуляции, К |
номинальной |
г Т г.р |
Принимается по данным теплового расчета котла То же |
15 643 |
|
‘
Расчет объемных расходов газов
Данные для природного газа газопровода Серпухов — Ленинград, «Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)>.
Наименование параметра |
Обозначение |
Способ определения |
Результат |
Коэффициент избытка воздуха |
2 г |
Принимается по данным теплового расчета котла |
1,03 |
Объемный расход воздуха через горелку при температуре м3/с |
Ив |
Н V<>BT 273 |
612 1,03-10,9-1,508 = 273 = 37,95 |
Отношение расхода воздуха через периферийный канал к расходу воздуха через внутренний и центральный каналы |
k |
Принимается предварительно в пределах 1—3 |
1,9 |
Относительная доля воздуха, проходящего через центральный канал, от общего расхода воздуха на горелку |
Ча |
Принимается в пределах 0,03—0,05 |
0,04 |
Относительная доля воздуха, проходящего через внутренний канал, от общего расхода воздуха на горелку Относительная доля воздуха, проходящего через периферийный канал, от общего расхода воздуха на горелку |
|
1 |
1 0 04 — 0 304 |
Яї |
1 +k Чиk |
1 + 1,9 1,9 , ■’,-■■=0.655 1 + 1,9 |
|
Я 2 |
1+* |
Таблица 2
Наименование параметра |
Обозначение |
Способ определения |
Результат |
Объемный расход воздуха через центральный капал горелки при Тв. м3/с Объемный расход воздуха через внутренний канал горелки при ТВ, м3/с Объемный расход воздуха через периферийный канал горелки при 7В, м3/с Объемный расход газон рециркуляции через горелку при Гг.і.. №/с Расчет сечений и диаметров |
V, Ч-Р труб воздушнь |
<?Ц ' в <71+ Принимается по данным теплового расчета котла їх каналов горелки |
0.04 -37,95= 1,518 0,304-37,95=11,536 0,655-37,95 = 24,85 6,28 Таблица 3 |
Наименование параметра |
^Обозначение |
Способ определения |
Результат |
Среднерасходная скорость воздуха на выходе из внутреннего канала горелки при Гв, м/с Среднерасходная скорость воздуха на выходе из периферийного канала горелки при Тв, м/с Среднерасходная скорость газов рециркуляции на выходе из канала рециркуляции при Гг. р, м/с Среднерасходная скорость природного газа в газоподающем канале при Ггаэ и ргвв, м/с Выходное сечение внутреннего воздушного канала, м2 Выходное сечение периферийного воздушного канала, м2 Сечение канала газов рециркуляции, м2 Сечение газоподающего канала горелки, м2 Площадь сечения внутреннего канала горелки на входе воздуха в короб, м2 Площадь сечения периферийного канала горелки на входе воздуха в короб, м2 Диаметр центрального воздушного канала, м Толщина стенки центральной трубы, м Наружный диаметр центральной трубы, м Внутренний диаметр наружной- трубы газоподаюшего канала, м Толщина стенки наружной трубы газоподающего канала, м Наружный диаметр трубы газоподающего канала, м Внутренний Диаметр наружной обечайки внутреннего воздушного канала, м Толщина стенки наружной обечайки внутреннего воздушного канала, м |
W] ®г.р ®гп Л г2 Лг.р FГП ^п.п, ^п.п, + X D, + D3 rf2 Оо |
Принимается в пределах (0,5—0,7) w2 Принимается в пределах 35—55 Принимается рав ной W2 Принимается исходя ИЗ условия Шгп^бО V1 14 W2 ^Г.р г.р (^газ)г ^Огаз ®гп Ргаз a X b (L~a — t)b Принимается конструктивно Принимается не менее 0,005 rf4 + 2Ь4 Принимается ближайший больший по сортаменту |
36,86 53,57 53,57 46,40 11^ = 0,313 36,85 24,85 - =0,464 53,57 6.28 -—— = 0,1172 53,57 1,60-0,799 — =0.0266 46,40-1,026 0,9265 1,4195 0,229 0,008 0.229+2-0.008 = 0,245 |
]/ 01+4Лгп Принимается не менее 0,005 <7з - 263 Принимается ближайший больший по сортаменту |
1/ 0,2452 + 0,0266= 1 3,14 = 0,307 0,009 0,307 + 2-0.009 = 0,325 |
||
У Принимается конструктивно, не менее 0,005 |
У 0,325-' - J-0,313 = г 0,14 = 0,710 0,010 |