Проектирование топливосжигающих устройств
Пламенные газовые горелки
Для перемешивания горючего газа с воздухом и подачи их в нагревательные печи применяют особые устройства — газовые горелки различных конструкций.
По способу перемешивания газа с воздухом горелки подразделяют на 3 группы:
- горелки без предварительного перемешивания;
- горелки с частичным перемешиванием;
- горелки с предварительным перемешиванием.
Горелки классифицируют так же и по другим признакам, например, по давлению газа или по конструктивным особенностям. Горелки без предварительного перемешивания только создают условия для последующего перемешивания газа с воздухом за счет придания воздушному и газовому потокам необходимых скоростей и направлений. При этом перемешивание и горение газа совмещаются, газ сжигается на некотором расстоянии от горелки, получается длинный факел, в котором зона высоких температур удалена от кладки. Длинный факел позволяет исключить перегрев металла. В таких горелках для горения используют подогретый воздух. Производительность горелок может изменяться в широких пределах. Коэффициент расхода воздуха больше 1. Конструкция горелок показана на рисунке 7. Диаметр газового сопла можно выбрать по графику в зависимости от давления газа и производительности горелки [3]
Рис. 7. Горелки типа труба в трубе» различных мощностей: а — малой; б — средней, в – большой
Беспламенные газовые горелки
|
|
|
Характерными представителями горелок с полным предварительным перемешиванием являются инжекционные беспламенные горелки различных конструкций, в которых можно сжигать газ с коэффициентом расхода воздуха а < 1,05. При их применении не требуются устройства для подачи и регулирования расхода воздуха. Холодный воздух, используемый в горелке, поступает непосредственно из атмосферы. Горелки обеспечивают короткий и высокотемпературный факел. Поэтому их целесообразнее устанавливать в проходных печах, в которых нагреваемый металл непрерывно перемещается, что исключает перегрев обрабатываемых деталей. Горелки обладают малым пределом регулирования производительности. При снижении производительности горелки возможен проскок в нее пламени. Кроме того, в этих горелках нельзя использовать нагретый воздух. Схема установки инжекционных горелок в камерной печи показана на рис. 8.
Рисунок 8 – схема установки беспламенной горелки
Панельные горелки и радиантные трубы.
B некоторых случаях при сжигании природного газа используют керамические горелки, в которых газовоздушная смесь, предварительно подготовленная в инжекционном смесителе или специальной смесительной машине, подается тонкими струйками на поверхность огнеупорного тоннеля и сгорает там, разогревая тоннель до высоких температур. Нагретая поверхность горелки излучает теплоту нагреваемому металлу. Такие горелки называются панельными. Конструкция панельной горелки показана на рисунке 7.
|
|
|
Габаритные размеры излучающей поверхности горелок изменяются от 0,5x0,5 до 0,6x0,6 м. Панельные горелки устанавливают на боковых стенках печей и используют для нагрева стали в проходных термических печах.
Часто для уменьшения окисления и обезуглероживания стальные детали нагревают в защитной газовой атмосфере. Во избежание перемешивания защитного газа с продуктами горения детали помещают в муфель из дорогостоящей окалиностойкой стали. Защитный газ движется в муфеле, продукты горения омывают его снаружи. Такой способ нагрева связан с большим расходом окалиностойкой стали.
Для нагрева печей с защитной атмосферой широко используют радиантные трубы, внутри которых сжигают природный газ. Продукты горения, проходя по трубе, разогревают её стенки до 950—1050° С. Разогретая труба отдает теплоту излучением через слой защитного газа, находящегося в рабочем пространстве печи, нагретым деталям. Часть теплоты уходящих продуктов горения (дыма) используют для подогрева воздуха в рекуператоре. Радиантные трубы стандартных размеров изготавливают из окалиностойких сталей. Поверхностная плотность теплового потока радиантных труб составляет 20-21 КВт/м
|
|
|
Рис. 9. Панельная горелка: 1 — соединительные трубки; 2 —
распределительная камера; 3 — керамические призмы; 4 — изоляция из диатомовой крошки; 5 — инжекционный смеситель
Рис. 10. Радиантные трубы: а — U-образные; б — W-образные; 1 — горелка; 2 — рекуператор
Форсунки для сжигания мазута
Для распыливания мазута, перемешивания его с воздухом и подачи топливно-воздушной смеси в топку или в рабочее пространство печи используют особые устройства — форсунки. При мелком распыливании мазута и быстром перемешивании его капель с воздухом происходит интенсивное горение мазута с получением факела небольшой длины. При крупном распыливании и плохом перемешивании его с воздухом происходит замедленное горение, и длина факела увеличивается. При этом может увеличиться химический недожог топлива и резко повыситься содержание окиси углерода, водорода, метана и сажистого углерода в продуктах горения.
|
|
|
Мазут в форсунках распыляют воздухом или паром. Для отопления нагревательных печей применяют форсунки низкого и высокого давлений. В форсунках низкого давления мазут распыляют воздухом, подаваемым под давлением 3—6 кН/м ².Скорость воздуха, выходящего из форсунки, 60-75 м/с. Воздух расходуется на горение мазута. В форсунках высокого давления мазут распыляют паром или воздухом, подаваемым под давлением 300—600 кН/м. Расход компрессорного воздуха составляет 8—10% от общего расхода воздуха, необходимого для горения. Остальной воздух инжектируется из атмосферы или подается вентилятором низкого давления.
Для создания устойчивого горения в кладке печи выполняют специальные топки-форкамеры. Внутренняя поверхность огнеупорной кладки форкамер, находясь в раскаленном состоянии, ускоряет подогрев мазута и испарение летучих веществ из его капель. Для этих же целей служат и нижние топки, объем которых выбирают по тепловому напряжению.
Форсунки изготовляют по типовым нормалям. К расчетам форсунок прибегают сравнительно редко. Основные размеры форсунок определяют по таблицам или графикам, исходя из заданной их производительности. Выбор того или иного типа форсунки обусловливается прежде всего наличием
соответствующего вентилятора или компрессора, а также температурой подогрева, качеством фильтрации мазута и температурным режимом печи.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 208; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!