27.03.2012 Руководство по выбору горелки

Выбор горелки - довольно сложная задача для непрофессионала. Сложная, но выполнимая!
Эта инструкция поможет вам выбрать горелку, которая будет оптимально подходить именно под ваши запросы. Основная задача при подборе горелки - учесть ряд аспектов, которые повлияют на ее дальнейшую работу. Прежде всего, нужно получить основную информацию о котле и его технических характеристиках, а именно:
• Коэффициент полезного действия и мощность котла, которая отражает эффективность производительности устройства;
• Противодавление печки, то есть это давление пара, оказываемое на поршень со стороны полости, которая соединена с конденсатором.;
• Какое топливо используется;
• Какое давление образуется у топлива при входе в горелку;
• Методы регулирования мощности горелки.

Во-вторых, необходимо рассчитать мощность горелки. Для этого мощность котла необходимо разделить на КПД. Таким образом, если мы возьмем котел мощностью котла 10 000 кВт с КПД 90 %, то мощность горелки составит 11 110 кВт.

Также важно определить нужный расход газа. Данный показатель измеряется в нм3/ч и рассчитывается путем умножения мощности горелки, измеряемой в кВт, на коэффициент 3,6 и деления полученного числа на теплоту сгорания газа, измеряемой в МДж/нм3. Например, для горелки мощностью 11 110 кВт расход газа составит 11 110 кВт * 3.6 / 35.8 МДж/нм3 = 1 117 нм3/ч, где 35.8 МДж/нм3 - количество теплоты при сгорании природного газа.

Для жидкотопливных горелок необходимо определить расходы сжигаемого топлива (кг/ч). Он высчитывается путем умножения мощности горелки на коэффициент 3,6 и деления полученного числа на теплоту сгорания топлива. Например, необходимая мощность горелки составляет 11 110 кВт. Необходимый расход топлива рассчитывается как 11 110 кВт * 3.6 / 40.5 (МДж/кг) = 988 кг/ч, откуда 40.5 МДж/кг является теплотой сгорания мазута.

Следующий шаг - выбрать по проспекту горелку с достаточным показателем мощности. Например, если нужна горелка, мощность которой 11 110 кВт, а используемое топливо либо мазут, либо природный газ, то наиболее подходящей горелкой для вышеуказанных параметров будет GRP-1000 ME.

Также следует определить необходимое количество воздуха при горении и давление. Для горелки, мощность которой составляет 11 110 кВт, потеря в котле давления и в дымовой трубе равна 15 мбар.
Произведем расчет нужного количества воздуха при горении во время использования природного газа с трехпроцентным содержанием остаточного кислорода. Для того чтобы сжечь 1 м3 природного газа, в котором содержится 3% остаточного кислорода, нужно примерно 11,3 м3 воздуха. Необходимое количество воздуха горения составляет 1 117 нм3/ч * 11,3 нм3/нм3 = 12 620 нм3/ч. Также посчитаем количества воздуха горения в случае с использованием мазута. Чтобы сжечь 1 кг мазута, содержащий 3% остаточного кислорода, нужно примерно 12,4 м3 воздуха. Необходимое количество воздуха горения равно 988 кг/ч * 12,4 нм3/кг = 12 250 нм3/ч.

Необходимую производительность вентилятора можно определить, умножив требуемое количество воздуха на коэффициент запаса 1,05. Из двух имеющихся величин воздуха нужно выбрать большую, а именно 12 620 нм3/ч, отсюда следует, что необходимая производительность вентилятора равна 1,05 * 12620 нм3/ч = 13250 нм3/ч.

Далее необходимо произвести расчет нужного давления вентилятора при наибольшем расходе воздуха. Для этого учтём следующее соотношение: необходимое давление вентилятора р (мбар) = (потеря давления в котле и в дымовой трубе + потеря давления в воздушных каналах + наибольшая потеря давления в горелке 35 мбар) * коэффициент запаса 1,05. К примеру, потеря давления в котле и дымовой трубе составляет 15 мбар, потеря давления в воздушном канале равна 5 мбар, наибольшая потеря давления в горелке составляет 35 мбар. Необходимое давление вентилятора p = (15 мбар + 5 мбар + 35 мбар) * 1,05 = 58 мбар.
Из произведенных расчетов следует, что необходим вентилятор, производительность которого 13 250 нм3/ч при давлении 58 мбар.

Важно учесть следующее: воздушный канал, который подходит к горелке, нужно подсоединять снизу. Также необходимо учитывать, что канал должен быть прямым перед горелкой, и его длинна не менее 1,5 м. В случае, когда канал невозможно установить таким образом, нужно воспользоваться распределителем воздуха.

Для газовых горелок нужно выбирать газовый клапан требуемого размера из специальной таблицы в соответствии с мощностью имеющейся горелки. Следует обратить внимание на то, что указанные величины в таблице для противодавления топки составляют 0 мбар. Таким образом, нужно снизить давление впускаемого газа на величину противодавления топки и подобрать клапан согласно имеющемуся давлению. Все значения мощности в таблице представлены для природного газа. К примеру: давление впускаемого газа составляет 200 мбар, противодавление котла равно 18 мбар, а необходимая мощность горелки - 11 110 кВт. Действенное давление составляет 200 мбар - 18 мбар = 182 мбар. Тогда, нужно выбрать клапан для горелки GRP-1000 ME размером - Ду 80.

Таблица подбора газовых клапанов

Внимание! Максимальная мощность, указанная в таблице, достигается при противодавлении котла равном 0. Природный газ 1нм³/ч ≅ 10 кВт
*) Или соответствующий тип
**) Давление газа на входе в горелку (pmax) может быть максимум 500 мбар, при использовании клапана типа DMV(D)

Для жидкотопливных горелок нужно выбрать блок увеличения давления при полном соответствии с мощностью горелки. Если это дизельная горелка, то рекомендуется блок PKYK, если это мазутная горелка, то это блок PKYR. Блок увеличения давления при дизельном топливе выбирается при помощи графика 1. Блок увеличения давления при мазуте выбирается при помощи графика 2.

К примеру: мощность горелки составляет 988 кг/ч, нужная разница температур в блоке увеличения давления 45 °С. По графику хорошо видно, что необходимо выбрать блок увеличения давления PKYR 3.

Обязательно необходимо проверить, подходит ли горелка по габаритам, обратить внимание на длину головки горелки. Длина головки должна быть вровень с топкой или выходить на 10-20 мм.
Также важно проверить размеры факела по соответствующей таблице. Следует обратить внимание на то, что факел не должен прикасаться к стенкам топки.
Обязательно учитывайте дополнительное оборудование: насосная топливная станция, регулятор давления газа и блок предварительного нагрева.

Правила

1. Мощность горелки равна мощности котла (0,9, если КПД котла 90 %).
2. Котел паровой: 1 тонна/ч пара приблизительно равна мощности котла 700 кВт.
3. Топливо дизельное: 1 кг/ч приблизительно равен мощности горелки 11,86 кВт, если теплота сгорания 42,7 Мдж/кг.
4. Мазут: 1 кг/ч приблизительно равен мощности горелки 11,22 кВт, если теплота сгорания 40,5 Мдж/кг.
5. Природный газ:1 нм3/ч приблизительно равен мощности горелки 10 кВт, если теплота сгорания 35,84 Мдж/кг.
6. Станция подачи, подогрева топлива и фильтрации всегда необходима при использовании мазута.

Перекачивающий насосный блок (Oilon SPY) всегда необходим при использовании дизельного топлива, когда мощность горелки составляет более 2 МВт.
Наименьшую производительность насоса (кг/ч) можно рассчитать следующим образом:

Наименьшая производительность насоса (кг/ч) = (поток сжигаемого топлива кг/ч + 150 кг/ч) * 1,2

В скобках представлено количество топлива, подающегося на каждую горелку и подвергающегося предварительному нагреву.

При соблюдении всех правил и норм данной инструкции Вы, несомненно, сделаете правильный выбор.