Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
2) Предварительное смесеобразование, когда в горелке производится незавершенное смешение компонентов сгорания, продолжающееся
в объеме факела после выхода
-1>гоа--н смеси в камеру сгорания. На
этом принципе устроены смесительные горелки, имеющие большую или меньшую длину факела в зависимости от качества смешения (рис. 3-3,6 и в). Сюда относятся и турбулентные горелки, имеющие приспособления для закручивания потоков, что способствует лучшему смесеобразованию.
3) Частичное (предварительное) внутреннее смешение, когда из горелки вытекает газовоздушная смесь, содержащая часть воздуха, необходимого для полного сгорания; остальной (вторичный) воздух подводится к факелу из атмосферы, окружающей пламя. По этому принципу устроены горелки (рис. 3-3,г).
4) Внутреннее смешение, когда в камеру сгорания подается хорошо подготовленная газовоздушная смесь, содержащая весь воздух, необходимый для сгорания. На этом принципе основаны инжекционные горелки (рис.
3-3,д). Приготовление смеси производится в инжекционных смесителях, составляющих часть ин-жекционной горелки, или в меха-
I Газ
Рис. 3-3. Длина факела в зависимости от конструктивной схемы газовых горелок, а — диффузионная горелка; б — длиннофакельная горелка; в — короткофакельная турбулентная горелка; г <— бесфакелъная инспекционная горелка.
50
нических смесителях, снабжающих смесью группу горелок. Иногда горелки классифицируют по длине факела: длиннофакельные, короткофакельные и бесфакельные.
Другими признаками классификации газовых горелок являются: давление газа (горелки низкого давления—до 5 кн/м2 среднего давления — от 5 до 300 кн/м2 и высокого давления — свыше 300 кн/м2); степень очистки газа (горелки для очищенного газа, горелки для грязного газа); подогрев компонентов сгорания и материал, идущий для изготовления горелок (металлические, керамические, кирпичные горелки).
Рис. 3-4. Инжекционные горелки.
а — при расположении смесителя поперек фронта топки; б — при расположении смесителя вдоль фронта топки (угловая горелка), в — при работе на подогретом воздухе (или подогретых газе и воздухе).
Самый короткий факел получается при инжекционных горелках, особенно хорошо перемешивающих газ и воздух, почему такие горелки называют иногда бесфакельными. Конструкции таких горелок показаны на рис. 3-4. Газ, вытекая с большой скоростью из сопла в инжектор, засасывает воздух из атмосферы, причем подача воздуха может быть отрегулирована при помощи заслонки (шайбы). Это устройство для смешения газа с воздухом называется смесителем. Из смесителя газовоздушная смесь подается под некоторым напором в горелки, причем один смеситель может ставиться-на одну или несколько горелок. Из горелок горючая смесь поступает в керамические туннели, расположенные в кладке печи, где сгорает с высоким пирометрическим эффектом. Назначение туннелей заключается в стабилизации воспламенения, т. е. в подогреве газовоздушной смеси, вытекающей из горелок, до температуры воспламенения. Материалом для туннелей служат огнеупоры, которые выдерживают воздействие высоких температур, развивающихся при полном сгорании газа с малыми избытками воздуха. Изменение состава материала туннелей практически не оказывает влияния на характер процесса горения газа. Ценным свойством инжекционных горелок является сохранение постоянства соотношения между расходами газа и воздуха при изменении их производительности.
4* 51
0
Инжекционные горелки высокого давления могут успешно работать на подогретых газе и воздухе, что особенно желательно при сжигании низкокалорийного газа. В этом случае газ и воздух перед подачей в смеситель подогревают в рекуператорах за счет тепла дымовых газов, уходящих из печи. Температура газовоздушной смеси в этом случае должна быть значительно ниже температуры воспламенения во избежание горения газа внутри горелок. Обычно подогрев смеси не превышает -300—400 °С. Воздух может просасываться через рекуператор под действием разрежения, создаваемого струей инжектирующего газа, поэтому при инжекционных горелках не требуются вентиляторы для подачи воздуха в горелки и сокращаются воздухопроводы. На рис. 3-3,в показана инжекционная горелка для работы на подогретых газе и воздухе.
При небольших нагрузках горелки, когда скорость истечения газовоздушной смеси мала, происходит проскок пламени в горелку, сопровождаемый «хлопком», т. е. взрывом небольшого объема смеси в самой горелке. В больших закрытых горелках приходится устанавливать взрывные клапаны. Для надежности скорость истечения газовоздушной ¦смеси из кратера горелки при ее наименьшей нагрузке во избежание лроскока пламени берут в 2—3 раза больше скорости распространения пламени.
Величина наименьшего давления газа соответствует при обычных конструкциях (рис. 3-4) Р|’™= 5,0ч- 8,0 кн/м3. Обычно инжекционные горелки строятся на среднее давление газа /?i=5,0-s-50 кн/м2 и более (до 100 кн/м2). Однако если принять особые Меры к предотвращению проскока пламени путем установки в кратере горелки керамической' пластины с многочисленными отверстиями диаметром 1—2 мм или пакета
