13.0 Новые горелки, новые возможности выбора
2026-03-28
В обширной системе тепловой электростанции котел подобен энергетической фабрике, а горелка — сердце этой фабрики; каждое ее действие влияет на стабильность и эффективность всей установки.
I. Типы горелок Существуют различные типы горелок, наиболее распространенными являются прямоточные и вихревые горелки.
Прямоточная горелка выпускает прямой поток газа. Характерной особенностью этого типа горелки является то, что поток измельченного угля сохраняет определенную жесткость и не легко отклоняется. Когда несколько прямоточных горелок расположены по четырем углам топки, они могут образовывать тангенциальную схему сгорания, что позволяет пламени лучше заполнять топку и создавать турбулентность внутри нее, что способствует полному сгоранию топлива.
В отличие от других типов горелок, вихревые горелки создают вращающийся поток воздуха. Это вращение позволяет потоку воздуха лучше вовлекать окружающие высокотемпературные дымовые газы, что приводит к более равномерному смешиванию топлива и воздуха и лучшим условиям воспламенения. Кроме того, они обладают хорошей регулируемостью, позволяя изменять интенсивность завихрения в зависимости от различных условий эксплуатации и требований к нагрузке.
II. Принцип работы горелки. Принцип работы горелки заключается в смешивании топлива и воздуха в подходящем соотношении для достижения стабильного и эффективного сгорания.
Когда измельченный уголь и воздух поступают в топку через горелку, сначала происходит стадия воспламенения. В ходе этого процесса горелка использует свою собственную конструкцию и окружающую высокотемпературную среду для быстрого нагрева потока измельченного угля до температуры воспламенения. Например, вихревая горелка использует вращающийся поток воздуха для захвата высокотемпературных дымовых газов, обеспечивая тепло, необходимое для воспламенения измельченного угля; прямоточная горелка полагается на правильное распределение воздуха для быстрого нагрева и воспламенения потока измельченного угля.
После воспламенения наступает стадия горения, где топливо и воздух полностью смешиваются и сгорают, выделяя большое количество тепловой энергии. Для обеспечения стабильного протекания этого процесса горелка должна точно контролировать соотношение воздуха и топлива. Слишком много воздуха снизит температуру в топке и повлияет на эффективность сгорания; слишком мало воздуха приведет к неполному сгоранию и образованию загрязняющих веществ.
III. Важность горелок для эффективности котла и безопасной эксплуатации
Влияние на эффективность котла:
Полнота сгорания: Высокоэффективная горелка обеспечивает полное сгорание измельченного угля, максимально преобразуя химическую энергию в тепловую. Неполное сгорание приводит к выбросу несгоревшего измельченного угля в дымовые газы, что приводит к перерасходу топлива и снижению тепловой эффективности котла. Например, хорошо спроектированная горелка может обеспечить степень сгорания более 95% измельченного угля в топке, в то время как плохо спроектированная горелка может снизить степень сгорания на 5-10 процентных пунктов.
Теплопередача: Расположение горелки и организация воздушного потока влияют на распределение температуры внутри топки, тем самым влияя на теплопередачу к нагревательным поверхностям. Подходящая горелка обеспечивает равномерное распределение пламени по всей топке, позволяя нагревательным поверхностям более эффективно поглощать тепло и повышая эффективность теплопоглощения котла.
Влияние на безопасную эксплуатацию:
Предотвращение образования шлака: В случае неисправности горелки, например, из-за отклонения потока воздуха при сжигании пылевидного угля, пламя может разъедать водоохлаждаемые стенки, вызывая локальный перегрев и образование шлака. Образование шлака не только влияет на теплопередачу, но и в тяжелых случаях может заблокировать дымоход, угрожая безопасной работе котла. Эффективно предотвратить это можно с помощью правильной конструкции горелки и регулировки параметров работы.
Стабильное горение: Во время работы котла нагрузка будет меняться. Надежная горелка должна поддерживать стабильное горение при изменяющихся нагрузках, предотвращая опасные ситуации, такие как затухание пламени или дефлаграция. Например, при работе с низкой нагрузкой регулировка таких параметров, как распределение воздуха в горелке, может обеспечить стабильное зажигание и сгорание пылевидного угля.
IV. Пример оптимизации в реальных условиях эксплуатации. На тепловой электростанции наблюдалось снижение эффективности котла и небольшое образование шлака при работе с высокой нагрузкой. После анализа специалисты компании Jiangsu Guotai Machinery Manufacturing Co., Ltd. модифицировали горелку.
Сначала они скорректировали метод распределения вторичного воздуха в оригинальной горелке, увеличив долю центрального воздуха для повышения жесткости потока измельченного угля и предотвращения отклонения пламени. Одновременно они оптимизировали форму сопла горелки для обеспечения более равномерного смешивания измельченного угля и воздуха.
Топливные горелки (прямоточные и вихревые) компании Jiangsu Guotai Machinery Manufacturing Co., Ltd., благодаря непрерывному технологическому прогрессу, обеспечивают полное сгорание измельченного угля в котлах тепловых электростанций, максимизируя эффективность электростанции, избегая при этом образования шлака и обеспечивая стабильное сгорание. Они представляют собой наиболее экономически выгодное решение для котельных горелок.
После модернизации эффективность котлов электростанции увеличилась примерно на 3% при работе с высокой нагрузкой, и проблема образования шлака была эффективно решена. Это в полной мере демонстрирует важность правильно спроектированной горелки для работы тепловых электростанций.
