Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
162
Таблица 4.34
Скорость распространения пламени и характеристики тепловоздушных смесей
Топливо Формула Максимальная скорость распространения пламени ?/н,см/с Концентрация топливной смеси Сп, % Температура газа во фронте, пламени, К Стехиометрическ ий коэффициент Л"/вочд/Л'^ТОПЛ Концентрация топлива в смеси на пределе распространения пламени, % Коэффициент избытка воздуха на пределе распространения пламени
с„ С, ан а.
Метан сн4 33,8 9,96 2235 9,56 5,0 15,0 1,99 0,59
Этан С2Нб 40,1 6,26 2246 16,70 3,0 12,5 1,93 0,42
Пропан с,н8 39,0 4,54 2251 23,90 2,2 9,5 1.86 0,40
Бутан С4Н10 37,9 3,52 2256 31,02 1,9 8,5 1,66 0,35
Пентан С5Н,2 38,5 2,92 2245 38,4 1,4 7,8 1,83 0,31
Г ексан С6Н,4 38,5 2,52 2241 45,4 1,2 7,0 1,81 0,29
Если в природном газе содержание балласта превышает 5 %, то вводится коэффициент, %:
К6 = [100-N2 - 1,2С02]/100, (4.199)
где N2 и С02 — содержание азота и двуокиси углерода в горючем газе, %.
Нормальная скорость распространения пламени для газа, содержащего балласт:
U5=UK. (4.200)
н н н v '
Диффузионный турбулентный факел, образующийся при сжигании во вращающихся печах природного газа с применением однопроводных горелок, схематически показан на рис. 4.48.
Эта схема отражает только общий принцип образования факела. В действительности во вращающихся печах могут быть значительные отклонения от приведенной схемы из-за различных режимных факторов, количества и степени подогрева воздуха, типа горелочного устройства, степени подготовки обжигаемого материала в низкотемпературных зонах и т.д.
Рис. 4.48. Схема диффузионного факела природного газа во вращающейся печи при однопроводных горелках: 1 — ядро чистого газа; 2
— зона окружающего чистого воздуха; 3 — зона наиболее интенсивного горения; 4 — зона горения с преобладающим содержанием воздуха; 5 — зона горения с преобладающим содержанием газа
6*
163
Исследования диффузионного факела природного газа, проведенные Юж-гипроцементом на огневом стенде, позволили установить зависимость, м:
L =4,75-10
D:
г 1,5
0,75 0,6 '
rW ¦ п'
(4.201)
w,. =¦
н 0,785d2r
, нм /(см"-с),
(4.202)
где V — расход природного газа, нм3/с.
Е. И. Ходоровым выведена формула для расчета длины факела, см. также формулы (4.155)—(4.158):
Д.
: 40
у,5
А,Г GB r р J
(4.203)
где / — длина факела, м; Овг — внутренний диаметр зоны горения, м; и-’и — скорость истечения газа из сопла горелки, нм3/(м2-с); пг — число горелок; Gbx, G0r — расход воздуха из холодильника и газа из горелки, кг/с.
Однако область применения формул, приведенных выше, ограничена и применение их к печам диаметра 4,5 м и более дает большие ошибки. Формула (4.200) кроме того не учитывает влияния коэффициента расхода воздуха. Исследования, проведенные в Гипроцементе, позволили установить зависимость
Таблица 4.35
Длина факела в печах различных типоразмеров
Диаметр печи, м Диаметр горелок, м Количество горелок Коэффициент избытка воздуха Значения /ф по методике Гипроцемента
3,6 0,072 1 1,1 22,0
3,6 0,078 1 1,1 22,5
3,6 0,085 1 1,1 23,0
3,6 0,06 2 1,05 23,0
3,6 0,06 2 1,1 21,0
3,6 0,06 2 1,17 19,0
3,6 0,06 2 1,3 16,5
4,5 0,0805 2 1,064 35,0
4,5 0,0805 2 1,1 33,0
4,5 0,0805 2 1,15 30,0
4,5 0,0805 2 13,0 26,0
5,0 0,134 1 1,0 63,0
5,0 0,134 1 1,06 46,0
5,0 0,134 1 1,137 40,0
5,0 0,134 1 13,0 35,0
5,0 0,124 1 1,05 45,0
5,0 0,124 1 1,3 33,0
164
для / , которая наиболее точно совпадает с практическими данными. Значения / , рассчитанные по формулам Гипроцемента, представлены в табл. 4.35.
Приведенные данные показывают влияние на / различных факторов — коэффициента расхода воздуха, выходного диаметра сопла горелки (скорости истечения), числа горелок, диаметра печи.
Наибольшее влияние на длину факела оказывает изменение коэффициента избытка воздуха. Так для печи диаметром 3,6 м / укорачивается с 23 до 16,5 м, а для печи диаметром 5м — с 46 до 35м при увеличении ас 1,05 до 1,3.
Уменьшение диаметра выходного сопла горелки, что при постоянном расходе газа эквивалентно увеличению скорости истечения, приводит к уменьшению его длины. Для факела, стесненного размерами печи, такой зависимости не наблюдается. Не установлено влияние на общую / числа горелок и изменения расхода топлива при постоянном dr.
Длину и форму диффузионного факела во вращающихся печах регулируют многими способами:
- изменением количества топлива (скорости истечения) для однопроводных горелок и количества (скорости истечения) первичного воздуха для двухпроводных горелок. Наиболее благоприятная скорость истечения природного газа для печей диаметром от 3,6 до 5 м, как показала практика цементных заводов, находится в пределах 250-300 нм3/(см2-с), при этом / = (6-7)0^ при двух однопроводных горелках. При установке одной однопроводной горелки / увеличивается примерно в 1,4-1,5 раза. По данным В. К. Классена, полное сжигание газообразного топлива обеспечивается при Wh = 230-280 нм3/(см2 с) с частичным закручиванием потока;
- изменением положения горелки с наклоном ее на материал под некоторым углом, что улучшает смешение топлива и воздуха;
