Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Е = idem. (4.121)
При больших значениях Агф для натуры и при Е, близком к единице, данные воздушного моделирования могут дать достаточно удовлетворительные результаты. Однако если, например, величина S для натуры намного больше единицы, что часто имеет место при сжигании высококалорийного топлива, то данные воздушного моделирования могут дать искаженный результат. При воздушном моделировании аэродинамики газов печей, оборудованных газовыми горелками или мазутными форсунками когда для натуры Ен = 2-3 (см. табл. 4.5), а для модели ?м = 1, могут быть гипертрофированы зоны циркуляции, стехиометрическая длина факела модели оказывается значительно меньше, чем на натуре из-за чрезмерно большого подсоса в струю факела на модели. В этом случае нужно подбирать модельную среду струи факела или воздушного потока, обеспечивающую условие Е = idem. В крайнем случае, лучше пойти на нарушение геометрического подобия и увеличивать диаметр выходного сечения горелки (пропорционально отношению Ен/Ем) по отношению к общему масштабу модели.
В настоящее время, при использовании динамического зонально-узлового метода моделирования (ДЗУ-метод) появилась возможность оценивать аэродинамические характеристики факела расчетным путем синхронно с расчетами теплообмена.
Для высокотемпературных плавильных печей признанной аэродинамической характеристикой факела принято считать удельный импульс или среднемассовую скорость истечения всех компонентов, участвующих в организации факела (топливо, распылитель, интенсификаторы, воздух для горения). Например, величиной, характеризующей достаточно удовлетворительную организацию аэродинамики настильного факела может служить величина среднемассовой скорости w = 65-70 м/с и до 80 м/с.
Для газовых и мазутных факелов достаточные значения среднемассовых скоростей сред обеспечиваются выбором выходных сечений горелок и форсунок и скоростей истечения газа и мазутно-газовой смеси, подачей интенсифи-катора (см. рис. 4.10 и 4.13), а для мазутных факелов — также и обеспечением достаточного количества (удельного расхода) распылителя.
Например, в исследовании В. Я. Дзюзера, Н. И. Кокарева, В. Б. Кутьина и др. было отмечено, что применение чрезмерно большого диаметра газового сопла горелки стекловаренной печи (?>0 = 35^5 мм) ухудшало настильность факела. Кроме того, вследствие плохого перемешивания топлива с воздухом,
87
чрезмерного увеличения длины факела (см. формула (4.16)) происходило сильное сажевыделение, снижающее температуру факела, и ухудшалась стойкость противоположной стены печи. Было рекомендовано для устранения этих недостатков применение сопел с меньшим диаметром выходного сечения Dt) = = 25-30 мм, а также одновременное применение интенсификатора — компрессорного воздуха, с его подачей через кольцевую щель горелки (см. рис. 4.10).
Для улучшения аэродинамических характеристик факела стекловаренной печи подчеркивалась также необходимость направления воздуха из регенераторов печи под некоторым оптимальным углом атаки к поверхности ванны. Это обеспечивает и улучшение процессов перемешивания топлива с воздухом.
Кроме продольной составляющей скорости, для горелок с завихрителями используется такая характеристика, как степень закручивания, равная отношению тангенциальной составляющей скорости к продольной составляющей. Степень циркуляции обозначает отношение массы циркулирующего газа к массе потока. Например, для циркуляционных нагревательных печей эта величина может составлять 8-10.
1.1.6. Экологические характеристики факела
Основными показателями экологических характеристик факела являются величины общих и вредных выбросов с продуктами сгорания топлив. В агрегатах и печах величины выбросов определяются, с одной стороны, спецификой работы этих печей, и с другой, — характеристиками развития факела в рабочем пространстве печи.
Удельная величина вредных выбросов тесно связана с удельным расходом топлива и тепловым КПД печей, и определяется формулами В. Г. Лисиенко:
Е = у [Дд l(y\Qv)]V =\\i b V = у и , (4.122)
в "в1 -*т 4 1т-г-'Н /JaTBTaTBB? v '
где Ев — удельная величина вредных выбросов, кг/т; Aqr — удельный полезный расход теплоты кДж/т; Г| — тепловой КПД печи; Q р — низшая рабочая
т з н
теплота сгорания топлива, кДж/м или кДж/кг; \|/в — концентрация вредных выбросов в продуктах сгорания, кг/м3; b = Aq /(г) Q р) — удельный расход топ-
3 3 Т Т Т Н 3
лива, м /т или кг/м ; ит = bVa — удельная величина общих выбросов, м /т.
Основными вредными выбросами с продуктами сгорания природного газа являются оксиды азота и оксид углерода, а при отоплении мазутом — еще и оксиды серы. В плавильных печах, при отоплении котельных установок твердым топливом выделяется также значительное количество пылевых частиц. Естественно, что характер образования вышеуказанных выбросов различен, их образование обусловлено различными механизмами, и в каждом случае для
88
определенных выбросов и условий величина \|/в определяется своими законо мерностями.
В современных условиях при наличии вредных выбросов в атмосферу при меняется исчисление экономического ущерба окружающей природной сред* и требуется плата предприятиями за загрязнение этой среды.
