Горелки вихревые пылеугольные, пылегазовые и компоновка их с топками. Методы расчета и проектирования

УДК 669.933.12

ГОРЕЛКИ ВИХРЕВЫЕ

ПЫЛЕУГОЛЬНЫЕ, ПЫЛЕГАЗОВЫЕ

И КОМПОНОВКА ИХ С ТОПКАМИ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОСТ 108.030.26-78
Взамен ОСТ 24.030.26—72

Указанием Министерства энергетического машиностроения от 02.11.78 № ВЛ-002/8299 срок действия установлен
с 01.01.80
до 01.01.85
Настоящий стандарт распространяется на вихревые пылеуголь­ные и пылегазовые горелки для стационарных паровых котлов па- ропроизводительностью от 75 т/ч и выше.
Стандарт устанавливает методы расчета и проектирования пы- леугольных горелок, работающих на антрацитовом штыбе, полуан­трацитах, каменных и бурых углях с влажностью не более 40%, и пылегазовых горелок, работающих на упомянутых топливах и природном газе, а также рекомендации по размещению горелок на стенах топок с жидким и твердым шлакоудалением, работающих под разрежением и наддувом.

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1.1. Основные обозначения, принятые в тексте, даны в табл. 1 и на чертежах.

Таблица 1
Наименование
Обозначение
Внешний и внутренний диаметр внутренней (центральной) трубы вихревой горелки, м (м)*

Внешний и внутренний диаметр трубы пыле­воздушной смеси (первичного воздуха), м (м)
D,; rfp
Внешний и внутренний диаметр трубы вторич­ного воздуха, м (м)
І)>; іТ,
Внешний и внутренний диаметр трубы сушиль­ного агента, м (м)

Диаметр амбразуры горелки, м (м)
D;t
Гидравлический диаметр для кольцевых ка­налов, м (м)
^Л'Н.Ір
Диаметр круга, равновеликого сечению коль­цевого канала, м (м)
Орв
Втулочное отношение
т
Выходное сечение каналов пылевоздушной сме­си (первичного воздуха), вторичного воздуха, су­шильного агента и газов рециркуляции, м2 (м2)
Л; Гт. Л .
Сечение подводящих патрубков пылевоздуш­ной смеси (первичного воздуха), вторичного воз­духа, сушильного агента и газов рециркуляции, м2 (м2)
/*н,; /'л..; /пс; /'йг.р
Число основных горелок на котел, число яру­сов

Число сопл для подачи сушильного агента в топку помимо горелок
-с
Высота сопла для подачи сушильного агента, м (м)

Ширина сопла для подачи сушильного агента, м (м)
ф'
Толщина стенок труб первичного, вторичного воздуха, сушильного агента и газов рециркуля­ции, м (м)
6і; тй тб
Толщина стенок газового кожуха, м (м)
Таз
Глубина топки — расстояние между стенами, па которых расположены горелки (в свету), м (м)
"т,,
Ширина топки по фронту горелок (в свету), м (м)

Сечение топки, м2 (м2)
Ft
Расстояние между осями горелок по вертика­ли (между ярусами), м (м)
h«v
Здесь и далее в скобках единицы измерения и величина в системе МК ГСС.

Продолжение табл. /
I ]а именова пне
Обозначение
Расстояние ио вертикали между нижней кром­кой сопла для подачи сушильного агента и верх­ней кромкой основных горелок верхнего яруса, м (м)
he
Расстояние от оси нижнего яруса горелок до начала ската холодной воронки или шлакового пода, м (м)
hr
Расстояние от начала ската до середины хо­лодной воронки, м (м)
hK
Расстояние ио горизонтали между осями го­релок. м (м)
Sr
Расстояние от осей крайних горелок до при­мыкающих стен, м (м)
5CT
Ширина подводящих патрубков (размер, пер­пендикулярный оси горелки) соответственно пы­левоздушной смеси (первичного воздуха) и вто­ричного воздуха, м (м)

Длина подводящих патрубков (вдоль оси го- гелки) соответственно пылевоздушной смеси (пер­вичного воздуха) и вторичного воздуха, м (м)

Параметр крутки
n
Параметр крутки струй пылевоздушной смеси (первичного воздуха)
«1
Параметр крутки струй вторичного воздуха

Параметр крутки струй сушильного агента

Результирующий параметр крутки сложной струи горелки
«Г
Коэффициент гидравлического сопротивления * канала пылевоздушной смеси горелки
-I
Коэффициент гидравлического сопротивления * канала вторичного воздуха горелки
^2
Коэффициент гидравлического сопротивления * центрального канала горелки
-11
Коэффициент гидравлического сопротивления * канала горелки и сопла для иодачи сушильного агента
-С» 'С
Разность статических давлений па входе в па грубок канала горелки и на выходе из него, Па (кге/м2)
Д/’ст
Гидравлическое сопротивление каналов горел­ки, Па (кге/м2)
Др
Температура горячего воздуха, К (°С)

* Отнесенный к скорости в выходном сечении.

Продолжение табл. 1
Наименование
Обозначение
Температура пылевоздушной смеси (первично­го воздуха) перед горелкой, К (°С)
Тд т
Температура вторичного воздуха, К (°С)
Г..; 1-.
Температура сушильного агента, К (°С)
Тс\ /с
Температура газов рециркуляции, К (°С)
Л.р! Zr.|>
Среднерасходная скорость пылевоздушной сме­си (первичного воздуха) на выходе из горелки при tt. м/с (м/с)
TC’j
То же, вторичного воздуха при /г, м/с (м/с)
ге’ч
Среднерасходная скорость в подводящем па­трубке пылевоздушной смеси (первичного возду­ха) при /і и вторичного воздуха при /2, м/с (м/с)
w : w
п/ п_,
Среднерасходная скорость сушильного агента на выходе из канала горелки и сопл для подачи сушильного агента при /с, м/с (м/с)
wc;
Среднерасходная скорость газов рециркуляции на выходе из канала горелки при Л.р, м/с (м/с)
“VP
Объемный расход пылевоздушной смеси (пер­вичного воздуха) через горелку при ti, вторичного воздуха при f2 и газов рециркуляции при м3/с (м3/с)
Vd и2; K.p
Объемный расход сушильного агента через го­релки и специальные сопла при tc, м3/с (м3/с)
Vz- /
Объемный расход воздуха через центральный канал при /2. м3/с (м3/с)

Теоретическое количество воздуха, необходи­мое для сжигания 1 кг топлива. м3/кг (м3/кг)
V"
Количество топлива, подаваемого в горелку в единицу времени (производительность горелки), кг/с (кг/ч)
Bt
Расход топлива на котел, кг/с (кг/ч)
в
Количество сушильного агента на входе в пы- лесистему на 1 кг сырого топлива, кг/кг (кг/кг)

Коэффициент подачи центрального воздуха при t2
au
То же, первичного воздуха
ai
То же, вторичного воздуха

То же, сушильного агента
ac
То же. газов рециркуляции
“r.p
Коэффициент избытка воздуха в основной го­релке

То же, в сопле для подачи сушильного агента
7c
Продолжение табл. 1
Наименование
Обозначение
Коэффициент подачи охлаждающего воздуха в сопла для подачи сушильного агента
*<>хл
Коэффициент избытка воздуха в топке

Присос воздуха в топку

Концентрация пыли в пылевоздушной смеси, кг/кг (кг/кг)
р.
КПД пылевого циклона
'ill
Фактический коэффициент присоса воздуха в иылесистеме в долях от начального количества сушильного агента
^Спрс
Плотность среды при стандартных параметрах (СП), кг/м3 (кгс-с2/м4)*

Плотность среды, кг/м3 (кгс • с2/м4)
Р
Низшая теплота сгорания топлива, МДж/кг (Гкал/кг)
<?!:
Тепловая мощность горелки, МВт (Гкал/ч)
Qr
Тепловая мощность топки, МВт (Гкал/ч)
<?т.т
Условное удельное тепловыделение на 1 м2 го­ризонтального сечения топки (тепловое напряже­ние сечения топки), МВт/м2 (Гкал/(м2 • ч))

Условное удельное тепловосприятие (теплона- іряжение) лучевоспринимающей поверхности В зоне активного горения, МВт/м2 (Гкал/(м2•ч))
<h.V
Угол наклона оси газового насадка к образую­щей цилиндрической поверхности, рад (. . .°)
,газ
Угол наклона осп газового насадка к оси го­релки, рад (. . .")
.^газ
* Стандартные параметры (СП): давление, р1,= 101325 ра Л-273К (0°С).
Па (760 мм рт. ст.), температу-

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВИХРЕВЫХ ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ

И ПЫЛЕГАЗОВЫХ ГОРЕЛОК

2.1. Горелка, у которой потоки воздуха (первичный и вторич­ный пли только вторичный) закручиваются с помощью завихри­теля, называется вихревой.
2.2. По способу подачи в топку первичного и вторичного воз­духа и по конструкции завихрителей пылеугольные горелки клас­сифицируются следующим образом:
улиточно-лопаточные — с улиточным завихрителем первичного воздуха и лопаточным завихрителем вторичного воздуха (черт. 1, 2), ГУЛ;

Горелка улиточно-лопаточная с аксиальным лопаточным завихрителем
(ГУЛа)

I короб цен трального воздуха; 2--завихритель улиточный пылевоздушной сме-
си; 3 короб вторичного воздуха; 4— канал центрального воздуха; .5 - канал
пылевоздушной смеси; а — канал вторичного воздуха; 7 — завихритель лопаточ-
ный; X форсунка растопочная
Черт. 1
Горелка улиточно-лопаточная с тангенциальным
J — короб центрального воздуха; 2 — завихритель улиточный пылевоздушной сме-
си; 3 — короб вторичного воздуха; -/--канал центрального воздуха: 5 - капал
пылевоздушной смеси; (> — канал вторичного воздуха: 7 — завихритель лопаточ-
ный; X - форсунка растопочная
Черт.
2

двухулиточные — с улиточными завихрителями первичного и вторичного воздуха (черт. 3), ГУУ;
лопаточно-лопаточные — с лопаточными завихрителями первич­ного и вторичного воздуха (черт. 4), ГЛЛ;
Горелка двухулиточная (ГУУ)

I—короб центрального воздуха; 2—завихритель улиточный пылевоздушной смеси;
3 завихритель улиточный вторичного воздуха; 4 — канал центрального воздуха;
а -канал пылевоздуппюй смеси; <>— канал вторичного воздуха; 7 — растопочная
форсунка
Черт. .3
Горелка лопаточно-лопаточная (ГЛЛ)

/ короб центрального воздуха; 2 -- короб нылевоздушной смеси; 3 — короб вто-
ричного воздуха; 4—канал центрального воздуха: 5—канал пылевоздушной
смеси; /і канал вторичного воздуха; 7—'Завихритель лопаточный; 8—форсунка
растопочная
Черт. 4
прямоточно-улиточные — с прямоточным вводом в топку пер­вичного воздуха и с улиточным завихрителем вторичного воздуха (черт. 5), ГПУ;

Горелка прямоточно-улиточная (ГПУ)

Черт. 5
Прямоточно-лопаточная горелка (ГПЛ)

/ — короб центрального воздуха; 2 — короб пылевоздушной смеси; 3 — короб вто­ричного воздуха; 4 - - канал центрального воздуха: .5 — канал пылевоздушной смеси; 6 - капал вторичного воздуха; 7 — завихритель лопаточный: 8 — форсунка растопочная
Черт.
6

II ря МОТОМ НО-ЛОН аточ п ые — с прямоточным вводом в топку пер­вичного воздуха и с лопаточным .завихрителем вторичного воздуха (черт. 6, 6а), ПІЛ.
Примечание. Лопаточные завихрители подразделяются на аксиальные (см. черт. 1) и таигеїщиа.'ііліьіе завихрители (см. черт. 2). Завихрители могут быть с неподвижными или поворотными лопатками.
Прямоточно-лопаточная горелка с дополнительным каналом для су­шильного агента

/ каім.і центрального воздуха; 2--канал сушильного агента: -7---канал пы.че- yniHoii смеси; 7 короб вторичного воздуха: 5 каналы вторичного воздуха: а завихритель лопаточный; 7—форсунка растопочная
Черт. 6а

2.3. Вихревые пылеугольные и пылегазовые горелки в зависи­мости от количеств