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.

    1. При расчете газомазутных топок определяющим следует считать расчет при сжигании мазута.

  1. КОЛИЧЕСТВО И РАЗМЕЩЕНИЕ ГОРЕЛОК, РАЗМЕРЫ ТОПКИ

    1. Тепловая мощность топки QT = BQ₽ определяется по тепловому расчету котла.

    2. 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 пр 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.

  1. Глубина топки ат при одностороннем расположении горелок должна быть не менее 7,0 D„, при встречном расположении — не менее 8,0 £>П-

  2. 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.

  1. 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 потоков

Одноярусное
встречное или
односрронтобое

Двухъярусное встречное или односрронтобое

Встречное на боковых стенах треугольником вершиной вниз

Ч
ерт. 1

  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.

  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.

  2. Направление крутки потоков у крайних горелок со стороны экранов должно быть сверху вниз.

Рекомендуемые схемы направления крутки потоков горелок показаны на черт. 1.



  1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФАКЕЛА

    1. 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.

  1. 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-

  1. Длина вертикального участка факела опре­деляется по выражению Лф = /ф— Ьф.


  2. 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.

  1. УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ РАБОТЫ ГОРЕЛОК И ТОПКИ

    1. 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.

    2. 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).

  1. 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

Теоретическое количество сухого воздуха, для полного сгорания топлива, прн СП:

мазут, м3/кг

газ, м33

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?

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

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

Объемный расход воздуха через внутренний канал го­релки при ТВ, м3

Объемный расход воздуха через периферийный канал горелки при 7В, м3

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