+7 (495) 999-47-65
litteh-sale@mail.ru
Корзина пуста
Выбрано 0 шт.
на 0 руб.

6.1.0. Горелки для сжигания газообразного топлива

Заявка на звонок Заполните форму:
captcha
Я даю своё согласие на обработку моих персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27.07.2006 года №152-ФЗ «О персональных данных», на условиях и для целей, определенных Политикой конфиденциальности.
Методичка
Глава 1. ГОРЕНИЕ ТОПЛИВА
Глава 2. МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВУЮ
Глава 3. ДВИЖЕНИЕ ГАЗОВ В ПЕЧАХ
Глава 4. ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Глава 5. ОГНЕУПОРНЫЕ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Глава 6. УСТРОЙСТВА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО И ЖИДКОГО ТОПЛИВА
Глава 7. СПОСОБЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ ПЕЧИ
Глава 8. ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Глава 9 НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Глава 10. СУШИЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Использованная литература

         Газовые горелки должны обеспечить выполнение (с максимальной эффективностью) всего цикла процесса горения, состоящего из смешения газа с воздухом, горения полученной смеси и теплопередачи.

         Процесс смешения является важнейшим классификационным признаком горелок. ГОСТ 21204-97 (с изменениями от 9 марта 2004 г.)  устанавливает 4 типа горелок в зависимости от  степени подготовки горючей смеси:

- без предварительного смешения горючей смеси;   

- с неполным предварительным смешением;             

- с полным предварительным смешением;

- с частичной подачей первичного воздуха.  

         В горелки без предварительно смешения газ и воздух подаются раздельно по двум трубопроводам, а смешение их происходит на выходе из горелок в рабочем пространстве печи. В результате горение происходит сравнительно медленно и для обеспечения необходимой полноты сгорания топлива требуется коэффициент расхода воздуха 1,05…1,15.  В образовавшемся факеле среди продуктов горения присутствуют ещё не успевшие сгореть углеводороды топлива, образующие хорошо видимое пламя. Поэтому такие горелки называют пламенными.  Для ускорения процесса горения используют различные по конструкции турбулентные горелки. На рис. 6.1. показана одна из таких конструкций. Воздух, проходя через улиткообразную часть корпуса горелки, приобретает вращательное движение, обеспечивающее хорошее перемешивание с газом на коротком отрезке совместного движения.   Турбулентные горелки просты по конструкции, могут работать при низком давлении воздуха и газа и при подогреве обоих компонентов.

         Давление воздуха и газа в горелках можно изменять в широких пределах от 0,01 до 1МПа, что позволяет регулировать тепловую мощность горелок. Преимущество горелок внешнего смешения состоит в том, что при их эксплуатации нет опасности перебрасывания пламени внутрь горелки, поскольку внутри неё нет горючей смеси газа и воздуха.

         К горелкам с неполным предварительным смешением следует отнести горелки с  самокарбюризирующимся  пламенем.    

В главе 4 отмечалось, что  эффективность передачи тепла излучением от газов к твёрдым и жидким телам невелика. Поэтому в плавильных печах находят применение горелки со светящимся  пламенем. В таких горелках (рис.6.2.) в утолщённой части трубки подачи газа 2 имеются радиальные отверстия. Газ выходящий через эти отверстия (первичный газ) смешивается с воздухом и,  выходя из подковообразного сопла 1, сгорает. Газ, выходящий через торцевую часть трубки, под действием тепла продуктов горения первичного газа  диссоциирует  с образованием мельчайших частиц сажи. Эти частицы, раскаляясь, повышают степень черноты газа, делая пламя светящимся.

Рис. 6.2. Газовая горелка со светящимся пламенем. 1 – подковообразное сопло; 2- трубка подачи газа; 3 –туннель; 4 – водяное охлаждение.

         Для  равномерного нагрева изделий в печах и для уменьшения их окисления продуктами горения увеличивают излучательную способность свода печи с помощью плоскопламенных горелок.

С этой целью конструкция горелки образует поток пламени тонким слоем растекающийся по своду печи и передающий ему тепловую энергию конвекцией. Раскалённый свод излучает её на нагреваемые изделия. На рис. 6.3. показана одна из конструкций таких горелок, наиболее понятно поясняющая принцип их действия. Воздух, подводимый по касательной в корпус горелки, образует на выходе из горелки стремительно вращающийся поток горючей смеси. Согласно принципу настильности, вращающийся поток  пламени движется вдоль поверхности свода, разогревая его. В таблице 6.1. приведены технические характеристики  газовых плоскопламенных горелок низкого (ГППН), среднего (ГППС)и высокого (ГППС)давления, выпускаемых одной из отечественных фирм.

         Горелка с полным предварительным смешиванием показана на  рис. 6.4. В этой конструкции смеситель, объединённый с горелкой 5, смонтирован на стенке печи. Газ под давлением подается в смеситель через входной патрубок 1. Выходя с большой скоростью из сопла 3, газ инжектирует воздух из атмосферы цеха через зазор между плоской поверхностью смешивающей трубы 4 и регулировочной  шайбой 2. Смешивания газа и воздуха происходит в трубе горелки. Для полного смешивания длина трубы должна быть в 7 раз больше  её диаметра. В этом случае горелки обеспечивают полное сгорание топлива при минимальном для горелок расходе воздуха n=1,03…1,05. Требуемое соотношение воздуха и газа достигается изменением зазора между трубой и шайбой при её вращении. При перегреве корпуса горелки возможен опасный переброс пламени внутрь смесителя. Для его предотвращения в корпусе мощных горелок имеются каналы для охлаждающей воды. Кроме этого, при зажигании   горелки регулировочная шайба должна перекрывать доступ воздуха в смеситель.

Регулирование тепловой мощности горелки производится с помощью крана  на входе в смеситель.  При рабочем давлении газа на входе в горелку 0,08…0,6 МПа коэффициент расхода воздуха автоматически поддерживается постоянным при изменении тепловой мощности.

         Из главы 1 известно, что для сжигания 1м3 природного газа требуется 10…12м3 воздуха. Инжектирование такого количества воздуха требует значительного разряжения в диффузоре смесителя. При использовании подогрева воздуха это разряжение должно быть ещё большим, так как  необходимо преодолеть сопротивление движению воздуха в каналах рекуператора.  Для создания такого разряжения в диффузоре давление газа должно быть на уровне 0,2…0,3 МПа.  Поэтому для мощных горелок, работающих на подогретом воздухе и природном газе, используют двухпроводные горелки. По одному трубопроводу подаётся газ, давление которого поддерживается на уровне близком к атмосферному. По второму трубопроводу подаётся от вентилятора  воздух.   В этой горелке  воздух вытекает из сопла в смеситель и подсасывает газ, объём которого в 10 раз меньше. Тепловая мощность двухпроводных горелок регулируется расходом воздуха.