Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Основным элементом горелки является корпус, размещенный на установочном патрубке печи, и вводимый в рабочее пространство по радиусу ее поперечного сечения. К воздухоподводящему патрубку горелки, имеющему пово-
191
ротный шибер с приводом, присоединен нагнетательный патрубок вентилятора. По оси корпуса горелки размещена газовая труба, оканчивающаяся сменным соплом. Особенностью горелки является выполнение выходного отверстия для истечения воздуха непосредственно в месте поворота потока на 90°. Эта особенность вызвана необходимостью иметь минимально возможный диаметр отверстия в корпусе печи для ввода горелки в рабочий объем.
Горелка может работать либо с одноструйным соплом с диаметром, примерно равным диаметру газоподводящей трубы, либо с наконечником, формирующим систему расходящихся газовых струй. В связи с тем, что корпус горелки при работе печи находится в потоке продуктов сгорания с температурой около 1200 °С, его изготавливают из стали 25X23H7CJI.
Для контроля температуры набегающего потока внутри горелки установлена термопара. Она размещена в направляющей трубе, а ее рабочий спай в алун-довом чехле выступает из корпуса в рабочее пространство печи. При температуре печной среды 1250 °С корпус работающих горелок нагревается до 900 °С.
Факел, создаваемый горелкой, характеризуется закономерностями, свойственными горелкам типа “труба в трубе”. Однако конструкции выходных элементов горелок и печная среда создают специфические особенности развития фа-
кела.
Для эффективной работы горелок надо прежде всего обеспечить необходимое положение факела в печи. В зависимости от требований технологии факел может располагаться по оси печи, отклоняться к слою обрабатываемого материала, или подниматься к своду.
Угол отклонения вытекающего из горелки потока существенно зависит от соотношения разме-
-24
О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Относительный диаметр d/'D
Рис. 4.68. Зависимость угла отклонения оси вытекающего потока а от диаметра ди-афрагмы dи места ее установки: / — симметричное расположение; 2 — смещение против потока воздуха в горелке; 3 — смещение по направлению потока воздуха (D
— внутренний диаметр корпуса горелки, равный диаметру выходного отверстия; заштрихована область возможных углов отклонения факела)
192
ров выходных элементов носика горелки: диаметра выходного отверстия, длины насадка и сочетания этих элементов.
Наиболее простой способ уменьшения угла отклонения вытекающего потока от,нормали к выходному отверстию горелки является установка в ее выходном сечении диафрагмы в виде диска с отверстием (рис. 4.68).
При уменьшении диаметра диафрагмы, если центр ее отверстия продолжает совпадать с центром выходного отверстия горелки, угол отклонения струи постепенно уменьшается от 22° до нуля (рис. 4.68, кривая 1).
Полученная зависимость приближенно описывается выражением:
а = -7,5-J(fi?B/D)3 •ed°'D, (4.205)
где Dnde — диаметр трубы горелки и отверстия диафрагмы, мм; е — основание натурального логарифма.
Характер изменения угла отклонения потока зависит также от положения диафрагмы в выходном сечении горелки. Если при уменьшении диаметра отверстия диафрагмы край его все время совпадает с торцевой стенкой горелки, в которую ударяется воздушный поток (кривая 3 на рис. 4.68), то угол отклонения потока изменяется менее интенсивно, и только при диаметре менее 0,2D резко уменьшается до нуля. Если при уменьшении диаметра диафрагмы край ее отверстия все время совпадает с краем отверстия в горелке со стороны подвода воздуха (кривая 2 на рис. 4.68), интенсивность изменения угла отклонения заметно увеличивается, и при диаметре диафрагмы, равном 0,6/), угол а уменьшается до нуля. Однако при дальнейшем уменьшении диаметра отверстия диафрагмы поток начинает отклоняться в противоположную сторону, и при диаметре ее около 0,2/) это отклонение достигает максимума. Далее угол отклонения начинает уменьшаться и стремится к нулю. Получаются две кривые, ограничивающие область возможного изменения углов отклонения струи.
Угол отклонения оси факела можно регулировать путем изменения длины насадка, устанавливаемого на носике горелки. Длина насадка должна измеряться от внутренней стенки корпуса горелки. При удлинении насадка угол отклонения уменьшается, и при длине его около 0,5/) он равен нулю (рис. 4.69, а). Однако при дальнейшем удлинении насадка струя начинала отклоняться в противоположную сторону. Максимальное значение угла отклонения, равное 7°, достигается при длине насадка около D. При дальнейшем увеличении / до 3D угол отклонения струи постепенно уменьшается до 2°. Таким образом, для обеспечения истечения потока по нормали к горелке относительная длина насадка UD должна быть около 0,5 или более 3.
Суммарное воздействие на положение оси вытекающей из горелки струи одновременно и диаметра отверстия диафрагмы, и длины насадка зависит от комбинаций этих двух факторов (рис. 4.69, б). В отдельных случаях незначи-
7. Лисиенко В.Г. и др.
193
+10
к .
X Ct о> л х Cl § ^ ^ л • Р *
О р
Й °
Р с
10
-20
JX 0=50 мм ?>=98 мм
