АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Устройства для сжигания газа

Читайте также:
  1. Вводные устройства, распределительные щиты, распределительные пункты, групповые щитки
  2. Внешние запоминающие устройства.
  3. ВНУТРИЦЕХОВЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ
  4. Выбор типа загрузочного устройства и его предварительный расчет.
  5. Диффузионный принцип сжигания
  6. Для полного сжигания 1кг горючего
  7. ДОЗИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
  8. Если бы вам предложили такой способ трудоустройства, согласились бы вы?
  9. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
  10. Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью
  11. Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью
  12. ЗАКРЫТЫЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ

 

Устройства, которые применяют для сжигания газообразного топлива, называются горелками. Основное назначение горелок состоит в обеспечении заданного, экономически целесообразного режима работы печи. Для достижения этой цели применение горе­лок должно обеспечить:

1) подвод и смешение между собой необходимых количеств

топлива и воздуха;

2) полноту сжигания топлива в пределах рабочего простран­ства

печи;

3) сжигание топлива с образованием такого пламени, которое

может обеспечить требуемый по технологическим условиям

уро­вень теплопередачи в рабочем пространстве печи.

Таким образом, весь цикл, который составляет процесс сжига­ния топлива (смешение—горение—теплопередача), должен быть выполнен с наивысшей эффективностью и наивысшим кпд.

Основным классификационным признаком горелок является способ смешения газа с воздухом. По этому признаку горелки де­лят на три большие группы: 1) с полным предварительным смеше­нием газа и воздуха; 2) с частичным предварительным смешением газа и воздуха; 3) с внешним смешением.

К первой группе относятся такие горелки, которые обеспечи­вают полное смешение топлива и воздуха еще до выхода в печь. В печь, в зону горения, подают заранее подготовленную горючую смесь; процесс горения носит кинетический характер. Такие го­релки часто называют беспламенными, так как заранее подготов­ленная топливно-воздушная смесь, сгорая, почти не дает видимого пламени. Беспламенные горелки дают факел с малой излучатель­ной способностью; радиация такого факела быстро падает по мере удаления от горелки.

В горелках с частичным предварительным смешением к топливу предварительно (до выхода в печь) подмешивается только часть необходимого для горения воздуха.

В горелках с внешним смешением смесеобразование происхо­дит в одном объеме с горением, которое имеет диффузионный харак­тер. В результате при сжигании топлив, содержащих углеводороды, образуется хорошо видимое пламя за счет частичного разложения углеводородов с выделением сажи. Поэтому эти горелки часто называют пламенными.

Существует большое число различных конструкций горелок, поэтому мы ограничимся рассмотрением только наиболее распро­страненных, типичных для той или иной группы.

Горелки с полным предварительным смешением (инжекционные). При сжигании топлива очень важно правильно выбрать вели­чину коэффициента расхода воздуха, так как от него зависят пол­нота сгорания и достигаемая температура горения топлива. Чем выше качество смешения, обеспечиваемое горелкой, тем при мень­шей величине расхода воздуха можно достигнуть необходимой полноты сгорания. В инжекционных горелках, дающих хорошее предварительное смешение топлива с воздухом, необходимая пол­нота сгорания достигается при наименьшем по сравнению с горел­ками других типов коэффициенте расхода воздуха. Уменьшение коэффициента расхода воздуха влечет за собой увеличение темпе­ратуры горения. Поэтому горелки с предварительным смешением для аналогичного топлива обеспечивают наивысшую температуру горения.

Это обстоятельство широко используют на практике. Горелки подобного типа применяют при сжигании газа с низкой теплотой сгорания и когда необходимо нагревать металл с большой ско­ростью. В последнем случае при сжигании газа с достаточной теп­лотой сгорания развивается наивысшая температура горения по сравнению с температурой горения, развиваемой при применении других горелок. Подобные горелки целесообразно использовать также при сжигании топлива, не дающего светящегося пламени (доменного газа). Горелки такого типа обеспечивают концентриро­ванное выделение тепла в сравнительно небольшом объеме, дают короткий факел и позволяют вблизи горелки создавать зону доста­точно высоких температур. Факел, создаваемый такими горелками, характеризуется относительно низкой излучательной способ­ностью, соответствующей спектру излучения трехатомных газов СО2 и Н20, являющихся по существу продуктами сгорания любого вида топлива. Такие горелки дают почти невидимое пламя и по­этому иногда называются беспламенными. Передача тепла к ме­таллу определяется поэтому в основном величиной температуры, которая достигается при сжигании топлива с применением инжек­ционных горелок.

В качестве примера рассмотрим инжекционную (кинетическую) горелку типа «Н» рис.5.

 

 

Рис.5. Инжекционная горелка, работающая на холодном воздухе и газе

 

Горелка работает следующим образом. Газообразное топливо под определенным давлением поступает в смеситель через входной патрубок 1 и, выходя с большой скоростью через сопло 3, инжектирует необходимый для горения воз­дух. Воздух подсасывается из окружающей атмосферы через коль­цевую щель между воздушной шайбой 2и смешивающей трубой 4.

Газ смешивается с воздухом уже вовремя подсасывания воздуха, однако для полного перемешивания нужен еще дополнительный участок, роль которого и выполняет смешивающая труба 4, длина которой должна быть не меньше семи ее диаметров. В инжекционной горелке подобной конструкции при изменениях расхода одного и того же топлива автоматически может поддерживаться заданная величина коэффициента расхода (избытка) воздуха, так как изме­нение расхода газа влечет за собой изменение количества инжекти­руемого воздуха. Применение инжекционных смесителей при ра­боте на холодном воздухе позволяет отказаться от воздухопрово­дов и вентиляторов, что является преимуществом горелок этого типа.

Производительность и устойчивость работы инжекционных горелок в значительной мере зависят от давления, под которым поступает газообразное топливо. Если давление таково, что ско­рость выхода смеси из носика горелки окажется меньше скорости горения для данного топлива, то пламя будет проскакивать внутрь смешивающей трубы, и горелка может выйти из строя. Возможен ж такой случай, когда при чрезмерном давлении скорость выхода смеси из носика горелки значительно превысит скорость горения и пламя будет отрываться от носика горелки, что снизит эффектив­ность ее работы. Нормальная скорость ωнг выхода смеси из носика горелки должна лежать в пределах 20-50 м/с (при 0°С). Мини­мальное давление газа, необходимое для того, чтобы избежать проскока пламени в горелку, будет для доменного газа 490 Н/м2; для генераторного газа 881 Н/м2 и для смеси коксового и доменного (газов ( = 8350 кДж/м3) -196 Н/м2.

Горелки с внешним смешением (пламенные ). Горелки с внешним смешением получили очень широкое распространение на печах самого различного назначения и размеров. В зависимости от их конструктивного оформления длина факела меняется в очень ши­роких пределах. Общим для горелок с внешним смешением яв­ляется то, что до выхода из горелки топливо и воздух подаются по отдельным каналам. Перемешивание газа с воздухом осуще­ствляется на выходе из горелки уже в рабочем пространстве печи. В результате этого горение топлива затягивается и для обеспечения необходимой полноты сжигания топлива нужен 10-15%-ный избыток воздуха. Существуют различные методы взаимного ввода газа и воздуха, которые в той или иной мере осуществляются в конструкциях пламенных горелок. Конструктивное оформление ввода газа и воздуха оказывает весьма сильное влияние на интенсивность смешения и, как следствие,

на длину факела. Это хорошо видно из рис.6. Приведенные на рисунке 2-й и 5-й случаи соответст­вуют широко распространенным горелкам типа «труба в трубе» и турбулентным. При коаксиальном подводе газа и воздуха (2-й случай) качество смешения наиболее низкое, а длина факела наи­большая. Если придать воздуху интенсивное вращательное движение, что возможно в результате применения корпуса горелки улиткообразной формы (5-й случай), то смешение значительно улучшается, а факел укорачивается. Поэтому турбулентные го­релки с внешним смешением иногда называют горелками с улуч­шенным смешением. Таким образом, чем лучше смешение, тем ко­роче факел.

Пламенные горелки целесообразно применять при сжигании топлива с высокой теплотой сгорания, когда при достаточно высо­ком коэффициенте расхода кислорода, равном 1,1—1,15, можно обеспечить необходимый нагрев металла. Такие горелки чаще всего применяют при необходимости концентрированного подвода топ­лива небольшим числом горелок. При применении горелок с внеш­ним смешением наиболее просто осуществляется переход с одного вида топлива на другой.

К недостаткам горелок с внешним смешением надо отнести следующее:

1) высокое значение коэффициента расхода воздуха, что вы­зывает излишний расход топлива;

2) необходимость вентилятора для подачи воздуха;

3) потребность в специальных устройствах для регулирования количества воздуха по изменению количества газа.

 

 

Рис. 6. Влияние конструкции горелки на длину факела; 1-5– раз

личные случаи подвода газа и воздуха

 

Существует очень много различных горелок с внешним смеше­нием. К наиболее применяемым относятся горелки «труба в трубе».

  Рис. 7 Двухпроводная горелка (горелка типа «труба в трубе»

Горелки типа «труба в трубе»(их часто называют двухпро­водными) могут работать на самых различных печах и на самом различном топливе при неболь­шом давлении и допускают ши­рокие пределы регулирования. Скорость выхода смеси в устье горелки берут в пределах ωсм=10-70м/с при давлении газа и воздуха 98-4900 Н/м2. Необходимое давление газа и воздуха следует брать на 35- 40% больше динамического на­пора газа и воздуха соответст­венно в сечении f г и в кольце­вом сечении f в (рис.7).

Следует также правильно выбирать соотношение скоростей газа и воздуха в указанных сечениях. Ниже приведены прибли­женные рекомендуемые значения отношения площади воздушного кольца f в к площади сечения газовой трубки /г для различных топлив:

Смешанный газ при = 3771 - 5866 кДж/м3 1,1

Смешанный газ при = 5866 - 8380 кДж/м3 1,9

Коксовый газ 7

Природный газ 14

Габариты горелки невелики, причем отношение длины горелки к диаметру d≈ 5-7. Горелки этого типа применяют при подогре­тых газе и воздухе, работа их не зависит от давления в печи. Смешение топлива с воздухом в двухпроводных горелках плохое, что вызывает образование длинного факела; поэтому их целесооб­разно применять в тех случаях, когда тепловыделение от пламени должно быть растянуто по длине рабочего пространства. Подоб­ные горелки пока представляют собой оптимальный вариант для методических печей, отапливаемых природным газом. Применение горелок данного типа обусловлено также относительной простотой их конструкции и малой стоимостью.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)