Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
С целью сравнения факелов при различных условиях сжигания природного газа и мазута в табл. 4.5 приведены расчеты относительных стехиометрических длин /схсв/Л>0 эталонного (свободного) факела (при Ксв = 5,7), а также значения факельных аэродинамических характеристик (0, С0/С х, S) для этих случаев.
Как видим, для указанных высококалорийных топлив (при отсутствии подогрева и частичного сжигания топлива) величина фактора неравноплотно сти
Таблица 4.5
Расчетные факельные аэродинамические характеристики топлив, применяемых для отопления печей, при различных условиях сжигания
Топливо Условия сжигания топлива е С0/Ссх н /cx“/D
Природный газ газового месторождения Холодный газ низкого давления без предварительной подготовки 0,468 17,3 1,778 175,3
Мазут, распиливаемый в рабочем пространстве Предварительно подготовленный (реформированный) газ, коэффициент расхода первичного воздуха ai = 0,3 Распылитель: Компрессорный воздух при Т, °С: 1,57 2,74 0,93 14,5
печи,расход 30 0,125 13,7 3,10 242,3
распылителя gp = 1,0 кг 300 0,241 13,7 2,24 174,4
на 1 кг мазута, давление Перегретый пар при 300 °С 0,41 14,7 1,71 143,6
распылителя 0,981 МН/м2 (10 ат), Кислород (без предварительного горения в сопле) при 30 °С 0,114 10,4 3,25 192,7
температура Тперед соплом Кислород (горение затягивается в сопло) при 1700 °С 0,75 10,4 1,27 75,2
Природный газ при 30 °С 0,237 30,2 2,26 391,0
Продукты сгорания природного газа (форсунки реактивного типа) при 480 °С 0,82 14,7 1,21 101,5
Мазут, предварительно подготовленный (газифицированный) Коэффициент расхода первичного воздух а, = 0,3 1,73 3,66 0,89 18,5
50
струи S намного превышает единицу. Это свидетельствует о необходимости учета и дальнейшего уточнения этого фактора как при аэродинамических расчетах, так и при моделировании.
Применение подогрева распылителя — компрессорного воздуха приводит к заметному укорочению факела. Перегретый пар при прочих равных условиях дает более короткий факел, чем компрессорный воздух. Распыливание же мазута природным газом дает наибольшую длину факела, и это понятно, так как для сжигания природного газа как топлива требуется дополнительное количество окислителя (см. формулу (4.40)).
Применение кислорода для распыливания дает Существенный эффект по сокращению длины факела в случае предварительного сгорания топлива в сопле.
К наибольшему эффекту в отношении укорачивания факела приводит распыливание мазута продуктами сгорания в том случае, когда удается при помощи форсунки организовать сжигание части топлива в ее корпусе и использовать энергию этих высокотемпературных газов для распыливания и организации факела. При этом можно получить факел в 2-4 раза короче, чем при распиливании мазута природным газом, паром или даже кислородом, но при условии, что горение не затягивается в сопло.
Рассмотренные положения могут являться основой при конструировании горелок и форсунок “реактивного” типа, работающих с предварительным сжиганием высококалорийного газа в атмосфере кислорода, а также топливно-кислородных горелок, работающих в режиме, когда пламя затягивается в сопло.
Отметим, что обогащение воздуха кислородом приводит к сокращению длин факелов, как газовых, так и мазутных, так как пропорционально степени обогащения величина Lfj снижается (см. формулы (4.21) и (4.38)). Обогащение воздуха кислородом, как известно, находит применение во вращающихся печах огнеупорной промышленности.
В случае применения частичного сжигания природного газа и мазута в специальных устройствах-реформаторах или газификаторах факельные аэродинамические характеристики существенным образом отличаются от соответствующих характеристик топлив без предварительного сжигания. При предварительном частичном сжигании топлива увеличивается величина 0, снижаются величины Е и CJC В результате относительные длины факелов на порядок уменьшаются по сравнению с обычными горелками и форсунками. Однако, естественно, при этом требуются и другие условия сжигания: увеличение выходных диаметров сопел вследствие наличия значительного количества продуктов сгорания, уменьшение расхода вторичного воздуха и т.д.
Такие устройства могут применяться для увеличивания светимости факела, а также в плавильных печах для снижения влияния на ванну серы в мазуте.
51
— Учет особенностей горения полидисперсного топлива.
Традиционные методы расчета горения полидисперсного топлива
В целом ряде процессов определяющую роль играет кинетика тепло- и массообмена полидисперсной системы частиц с окружающей средой. К таким процессам относятся испарительное охлаждение, широко используемое в металлургической промышленности, растворение твердых частиц с одно- и многокомпонентными веществами, экстрагирование веществ из твердых частиц, горение распыленных жидких и твердых топлив в газообразной фазе. Вчаст-ности, горение пылевидных частиц имеет место в сульфидном факеле медеплавильных печей кислородно-взвешенной плавки.
Кроме того, к ним относятся гетерогенные химические реакции, происходящие в разных фазах и сопровождающиеся появлением диффузионных и тепловых потоков к частицам, и многие другие.
