Файл: Эм П.А. Мастер по обжигу извести в печах на газовом топливе.pdf

су, деленному на удельный вес воздуха, т. е.

1 »

Очень важной характеристикой горючих газов является предел взрываемости или вос­ пламеняемости:

а) нижний предел взрываемости или вос­ пламеняемости^— это наименьшее содержание данного газа в смеси с воздухом, при котором возможен взрыв или горение смеси;

б) верхний предел взрываемости или вос­ пламеняемости— это наибольшее содержание газа в смеси с воздухом, выше которого газо­ воздушная смесь становится негорючей. Пре­ дел взрываемости природных газов от 3—6 до

12-16% .

Газовоздушная смесь при содержании в ней горючего газа меньше нижнего предела взрываемости может гореть только около ис­ точника открытого огня без распространения пламени, а при содержании газа в смеси боль­ ше верхнего предела взрываемости — только при дополнительном подводе воздуха.

Другой важной характеристикой горючих газов является их токсичность, т. е. способ­ ность вызывать отравление организма. Наи­ более опасны в этом отношении окись углеро­ да, сероводород, аммиак, цианистый водород и сероуглерод. Однопроцентное содержание в воздухе помещений окиси углерода может при­ вести через 1—2 мин к смерти. Поэтому горю­ чие газы до подачи в газовые сети должны быть освобождены от сероводорода, аммиака, цианистого водорода и сероуглерода.

Для быстрого обнаружения утечки из га-

. зопровода природным газам придают неприят­ ный и резкий запах впрыскиванием в магист­

15

Диффузионное горение достаточно устой­ чиво при двух условиях: если скорость исте­ чения струи газа не превышает определенного предела и если нет потоков воздуха, способ­ ных сорвать горение;

2) горение газа, , предварительно переме­ шанного лишь с частью воздуха, необходимого для полного его сгорания. Воздух, поступаю­ щий в горелку для смешения с газом, называ­ ется первичным, а воздух, поступающий к га­

газа с воздухом факел состоит из двух основ­ ных зон; холодной газовоздушной смеси, не нагретой до температуры воспламенения (внутренний конус), и горящей газовоздуш­ ной смеси (наружный конус). Часть газов сго­ рает в условиях диффузионного горения. Бла­ годаря высокой скорости сгорания пламя получается полусветящееся и сравнительно короткое; температура продуктов сгорания вы­ ше, чем при диффузионном горении;

3) горение газа при полном предваритель­ ном смешении его с воздухом, факел значи­ тельно укорачивается, пламя несветящееся.

Если газовоздушную смесь сжигать в ок­ ружении раскаленных стенок, горение будет беспламенным, а продукты сгорания — проз­ рачными. Горение происходит с большими теп­ ловыми напряжениями.

Признаками ненормального горения газа являются:

1) желтый цвет пламени, коптящий, светя­ щийся и непрозрачный факел (при недостаточ­ ном поступлении воздуха);

2) факел с желтоватыми кончиками, недо­ статочно прозрачный, с расплывчатым ядром

I НАУЧИО-ТЕХНИНгСКАЯ

голубовато-зеленого цвета (при значительном избытке воздуха);

3) неустойчивое пламя вплоть до отрыв его от горелки.

Чтобы процесс горения топлива был устой­ чивым, необходимы непрерывное поступление воздуха, непрерывная подача его в достаточ­ ном количестве и непрерывное поддержание необходимой для горения температуры.

Опытами установлено, что любое газооб­ разное топливо сгорает наиболее полно и быст­ ро, когда оно нагрето до температуры воспла­ менения (500—800° С ).

Для горючих газов количество воздуха, не­ обходимое для полного сгорания топлива, рав­

ва давать в топки теоретически необходимое количество воздуха, добиться полного сгора­ ния невозможно. Поэтому для полного сгора­ ния топлива требуется подавать воздух в топ­ ку больше теоретически необходимого количе­ ства; при этом часть его проходит через топку, не соединяясь с топливом. Рекомендуется из­ быток воздуха 1,2— 1,3 в зависимости от обо­ рудования установки, конструкции горелок и условий сжигания.

Тяга и дутье, тягодутьевые устройства. Не­ обходимым условием для нормальной работы теплового агрегата, в котором сжигается га­ зообразное топливо, является непрерывная подача в горелки и топки достаточного коли­ чества воздуха. Образующиеся при сгорании продукты, проходя по печи, отдают значи­

18

тельную часть тепла и выходят по борову в дымовую трубу. Движение воздуха и газов в печной установке создается тягой.

.Тяга может быть естественной или искусст­ венной. Естественная тяга создается при по­ мощи дымовых труб вследствие того, что во время работы установки отходящие газы имеют температуру 200—400° С. При нагревании газы сильно расширяются и становятся значительно легче наружного воздуха, поэтому вес столба отходящих газов в трубе всегда меньше веса та­ кого же столба холодного воздуха. Поэтому на­ ружный воздух входит в топку установки, пре­ одолевая сопротивление дымоходов. Чем боль­ ше высота трубы и выше температура дымо­ вых газов в ней, тем легче их столб, тем меньше его давление против такого же столба наружного воздуха и тем с большей силой он будет вытеснять дымовые газы из трубы. Так как отходящие газы, заполняющие дымовую трубу, легче воздуха, в нижней ее части созда­ ется давление меньше атмосферного и в топке установки создается разрежение. Чем больше разрежение, тем больше сила тяги.

Силу тяги измеряют при помощи тягомеров (в мм вод. ст.). Если конец тягомера соединить с дымоходом печи, то уровень воды в этом ко­ лене поднимется, а в открытом колене опустит­ ся, так как атмосферное давление будет боль­

два раза скорость их увеличивается в два раза и сопротивление движению в четыре раза.

При попадании горючих газов в шахту че­ рез неплотности запорной арматуры во время перерывов в работе или при отрыве пламени от горелки возможность образования взрыво­ опасной газовоздушной смеси и ее взрыва при хорошей тяге меньше, чем при плохой. Недо­ статочная тяга может быть причиной неполно­ го сгорания газа из-за недостатка вторичного воздуха. Образующаяся при этом окись угле­ рода может явиться причиной взрыва газов в шахте печи при большом подсосе в них воз­ духа.

Чрезмерная тяга также вредна, так как способствует большому присосу в шахту хо­ лодного воздуха, в результате чего горение будет происходить с большим избытком возду­ ха, потеря топлива с отходящими газами уве­ личится и температура в шахте понизится. Кроме того, сильная тяга способствует отрыву пламени от горелки. Сильная тяга рекоменду­ ется при вентиляции шахты перед растопкой,

атакже при загазовании.

Впечных агрегатах, работающих на газе, разрежение должно обеспечивать подачу вто­ ричного воздуха для полного сгорания газа. Оно не должно уменьшаться до нуля во избе­ жание проникания топочных газов в помеще­ ние или выбрасывания пламени из смотровых

идругих отверстий шахты.

Дымосос для искусственной тяги применя­ ют, когда естественная тяга не может обеспе­ чить удаления продуктов горения. Дымососы, работающие на газообразном топливе, долж­ ны быть во взрывобезопасном исполнении, так как во время их работы возможно появление

20

искр при касании рабочего колеса деталей не­ подвижной части корпуса. При попадании искр в дымоход возможен взрыв горючих га­ зов. Для предотвращения образования искр внутреннюю часть корпуса дымососа футеру­ ют листами алюминия или меди. Силу тяги в установке регулируют шибером, направляю­ щим аппаратом с поворотными лопастями, установленными на всасе дымососа или при помощи гидромуфты, изменяющей число обо­ ротов дымососа. Пуск дымососов производят при закрытых шиберах во избежание перегруз­ ки электродвигателей и их аварийного отклю­ чения.

Дутьевые вентиляторы. Назначение дутье­ вых вентиляторов — подавать воздух в зону охлаждения печи. Проходя через зону охлаж­ дения, воздух охлаждает выгружаемую известь (до 50—80°С ), нагревается до 300—-450°С и поступает в зону обжига.

Производительность дутьевого вентилято­ ра следует рассчитывать по часовому расходу газообразного топлива. Практически для нор­ мального горения природного газа (при коэф­ фициенте избытка воздуха а = 1,2 ч- 1,4) в печь необходимо подавать в среднем 12 м3 атмос­ ферного воздуха. Следовательно, для 80-тон­ ной газовой печи при удельном расходе газа (с калорийностью 8500 ккал/м3) 1600 нм3/т из-

80 160-12 . ч

вести необходимо- подавать-------------= 6400с а п лгп

24

воздуха. До 15% этого количества необходимо вводить через горелочные гляделки за счет подсосов воздуха, а остальное количество (6400-0,85 = 5400 м3/ч) — подавать дутьевым вентилятором ВВД № 8 (в данном случае).

21