Устройства для стабилизации факела прямоточных горелок

1) Внешняя рециркуляция топочных газов как источник воспламенения и стабилизации прямоточного факела.

Внешняя рециркуляция топочных газов, охватывающая прямоточную струю топливо-воздушной смеси, возникает в результате эжектирующего воздействия струи, развивающейся в затопленном пространстве топки. Поэтому интенсивность циркуляции (и соответственно условия воспламенения прямоточного факела) в определенной степени зависит от размера амбразуры, аэродинамической структуры струи. Эжектирующая способность струи определяется, прежде всего, ее массой, скоростью и конфигурацией.

2) Стабилизация прямоточного факела плохообтекаемыми телами.

Универсальные типовые решения по обеспечению устойчивости факела в прямоточных устройствах связаны с организацией зоны обратных токов в следе за плохообтекаемым телом. В энергетических котлах они использованы впервые в качестве стабилизирующего устройства в шахтно-мельничных топках. Они успешно выполняли свою миссию, но требовали частых восстановительных ремонтов.

В пылеугольных горелках ОРГРЭС (рис. 9.1), широко использовавшихся в середине прошлого века в отечественной энергетике, аэросмесь подается в топку прямоточным центральным каналом. На выходе из него устанавливается конус-рассекатель, который имеет двоякое назначение:

за счет веерного раскрытия потока аэросмеси увеличивается тепловоспринимающая поверхность факела;

— увеличиваются размеры зоны рециркуляции за плохообтекаемым конусом и расход газов рециркуляции к корню факела.

Рис. 9.1. Прямоточная горелка ОРГРЭС в шахтно-мельничной топке с горизонтальным рассекателем в амбразуре:

• 1 — шахта; 2 — конус-обтекатель; 3 — сопла дополнительного воздуха
• 3) Стабилизация прямоточного факела низкокачественного топлива.

Рассмотренные ранее способы стабилизации прямоточного факела пригодны для топлив с достаточной реакционной способностью (с заметным выходом летучих). Для тощих углей и особенно антрацитов теплота продуктов сгорания по уровню температуры и количеству подводимой энергии недостаточна для стабилизации факела. Здесь требуются дополнительные источники тепла — подсветка факела высококалорийным топливом, ограничение теплоотвода из зоны интенсивного тепловыделения теплоизоляцией части топочного пространства (зажигательный пояс, футеровка холодной воронки, зоны развития факела), высокотемпературный подогрев воздуха и топлива.