ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.06.2024
Просмотров: 79
Скачиваний: 1
где |
<72 — потери тепла с уходящими |
газами, %; qz— потери тепла |
|||
от |
химической неполноты сгорания, |
%; qs— потери |
тепла |
в окру |
|
жающую среду, %• |
|
|
|
|
|
|
Потери тепла с уходящими |
газами — физическое |
тепло |
продук |
|
тов |
сгорания, покидающих |
агрегат, — являются основными. Пол |
|||
ностью устранить их невозможно, однако необходимо стремиться |
|||||
к уменьшению. Потери тепла с уходящими газами зависят от тем
пературы газов |
и их количества. Чем ниже температура |
уходящих |
||||||
газов, |
тем меньше тепла |
будет теряться, |
поэтому следует |
стре |
||||
миться к снижению в разумных пределах |
температуры |
уходящих |
||||||
газов. |
Влияние |
температуры |
уходящих |
газов на потери |
тепла |
|||
видно из табл. 2. |
|
|
|
|
Таблица 2 |
|||
|
Потери тепла с уходящими |
газами при сжигании |
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
природного |
газа, % |
|
|
|
|
Температура |
Коэффициент |
избытка воздуха за агрегатом аа |
|
|||||
уходящих газов, |
|
|
|
|
|
|
|
|
°С |
1,05 |
1,2 |
|
1,4 |
1,6 |
|
1,8 |
|
|
200 |
7,7 |
8,6 |
|
9,7 |
10,8 |
|
12,0 |
|
220 |
8,6 |
9,5 |
|
10,8 |
12,0 |
|
13,3 |
|
240 |
9,4 |
10,5 |
|
11,9 |
13,2 |
|
14,7 |
|
260 |
10,3 |
11,4 |
|
12,9 |
14,4 |
|
15,9 |
|
280 |
11,1 |
12,4 |
|
14,0 |
15,6 |
|
17,3 |
|
300 |
12,1 |
13,5 |
|
15,3 |
17,0 |
|
18,8 |
|
320 |
13,0 |
14,4 |
|
16,4 |
18,3 |
|
20,2 |
|
340 |
13,8 |
15,4 |
|
17,4 |
19,5 |
|
21,5 |
|
360 |
14,7 |
16,4 |
|
18,5 |
20,7 |
|
22,9 |
|
380 |
15.6 |
17,3 |
|
19.6 |
21,9 |
|
24,2 |
|
400 |
16,9 |
18,7 |
|
21,1 |
23,6 |
|
26,0 |
|
420 |
17,8 |
19,7 |
|
22,3 |
24,8 |
|
27,4 |
|
440 |
18,6 |
20,7 |
|
23,4 |
26,1 |
|
28,8 |
|
460 |
19,5 |
21,7 |
|
24,5 |
27,3 |
|
30,2 |
|
480 |
20,4 |
22,7 |
|
25,6 |
28,6 |
|
31,6 |
|
500 |
21,6 - |
23,9 |
|
27,0 |
30,2 |
|
33,3 |
Потерю тепла с уходящими газами выражают обычно в процен тах от всего располагаемого тепла, т. е. от теплоты сгорания топ лива. Например, если потеря тепла составляет 700 ккал/м3 при сжигании природного газа, то
8500 - ö ^ 4 / o -
Количество покидающих агрегат газов зависит от коэффици ента избытка воздуха, с которым работает горелка, и присосов
13
воздуха через неплотности в агрегате. Чем больше коэффициентизбытка воздуха на выходе из горелки и присосы воздуха в агре гат, тем выше потери тепла с уходящими газами. Из табл. 2 видно, что изменение общего коэффициента избытка воздуха в продуктах сгорания с а а = 1,2-г-1,6 увеличивает потерю тепла с уходящими га зами с 10,5 до 13,2% (при неизменной температуре уходящих газов 240° С).
Таким образом, для снижения потерь тепла с уходящими га зами необходимо вести процесс горения с наименьшим допусти мым коэффициентом избытка воздуха, обеспечивать наибольшую'
плотность агрегата и добиваться снижения температуры |
уходящих |
|||||
газов. |
|
|
|
|
|
|
Потери тепла от химической |
неполноты |
сгорания |
газа |
возни |
||
кают при недостатке воздуха, плохом смешении в газовой |
горелке, |
|||||
при резком снижении температурного уровня |
в зоне горения. В ре |
|||||
зультате горение газа протекает неполно и с продуктами |
сгорания |
|||||
уходят горючие компоненты (например, водород, окись |
углерода |
|||||
и др.). Это приводит к недоиспользованию |
химической |
|
энергии |
|||
топлива и снижению экономичности работы |
агрегата. |
Даже |
не |
|||
большое содержание горючих компонентов в продуктах |
сгорания |
|||||
приводит к существенным потерям тепла от химической |
неполноты |
|||||
сгорания. Предположим, что в |
продуктах сгорания содержалось |
|||||
0,7% водорода и 0,5% окиси углерода. В агрегате сжигался |
при |
|||||
родный газ с коэффициентом избытка воздуха за установкой |
а а = |
|||||
= 1,5. Потери тепла от химической неполноты сгорания |
составили |
|||||
~450 ккал/м3 или |
|
|
|
|
|
|
8500 |
~ ° ' Z Ö /о- |
|
|
|
|
|
Таким образом, из рассмотренного примера видно, что горючие компоненты в продуктах сгорания должны полностью отсутство
вать или составлять минимальную |
величину. |
Потери тепла в окружающую |
среду связаны с тем, что стенки |
агрегата имеют более высокую температуру, чем окружающий его воздух. Величина этих потерь зависит в основном от разности тем ператур между наружными стенками агрегата и окружающим воз духом, величины поверхности стен, теплопроводности материала кладки и ее толщины. Потери в окружающую среду подсчитываются теоретически или принимаются из норм теплового расчета в зависимости от конструкции и производительности агрегата.
Если просуммируем все тепловые потери, которые имеют место
при сжигании газа в агрегате, и вычтем их из 100, то |
получим |
к. п. д. агрегата. Например, воспользуемся цифрами, |
приведен |
ными выше, приняв <75 равным 3,60%, тогда к. п. д. агрегата
7]=100-(8,24+5,28+3,60) = 82,88%.
ГЛАВА II
О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я О ГАЗОВЫХ Г О Р Е Л К А Х
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕЛОК
Газогорелочные устройства предназначены для подачи к месту горения определенных количеств газа и воздуха и для создания условий их перемешивания и воспламенения. Кроме того, горелка должна обеспечивать стабилизацию факела. Это достигается раз личными конструктивными приемами.
Большинство газовых горелок, независимо от их типа, имеет общие конструктивные элементы: устройства для подвода газа и воздуха, смесительную камеру, горелочный насадок и стабилизи рующее устройство. В зависимости от типа горелки и технологиче ских требований каждый из перечисленных выше элементов го релки может иметь различное конструктивное решение. В некото рых конструкциях отдельные элементы могут совсем отсутствовать или компоноваться в одной детали.
Из различных характеристик горелок рассмотрим основные, ко торые являются общими независимо от конструктивного исполне ния горелочного устройства.
Давление газа. Газовые горелки могут работать на различном избыточном давлении газа в зависимости от их конструктивного исполнения и давления газа в сетях. Горелки низкого давления работают на давлении до 0,05, среднего — в пределах от 0,05 до 3,0 и высокого — свыше 3,0 кгс/см2 . В СССР горелки высокого дав ления широкого распространения не имеют.
Различают три вида давления газа перед горелкой: номиналь ное— рт. ном, максимальное — рт т а х и минимальное — рѵ т т - Под номинальным понимается такое давление газа, на которое рассчи
тана работа |
горелки. |
Под максимальным и минимальным пони |
маются такие |
давления, в диапазоне которых горелка работает |
|
устойчиво. |
|
горелки. Количество тепла, выделяющееся |
Тепловая |
нагрузка |
|
в единицу времени при сжигании газа определенной теплоты сго
рания, называют тепловой |
нагрузкой горелки Qr . |
|
где |
QH — низшаяяеплота |
сгорания газа, ккал/м3 ; ß r — расход |
газа, |
м3 /ч. |
|
15
Различают три вида тепловой нагрузки горелок: максимальную, номинальную и минимальную. Максимальная тепловая нагрузка достигается при длительной работе горелки с предельно большим расходом газа без нарушения устойчивости ее работы. Номиналь ная тепловая нагрузка соответствует режиму работы горелки с но минальным расходом газа. За минимальную принимается на грузка, обеспечивающая устойчивую работу горелки при наимень ших расходах газа.
Диапазон устойчивой работы горелки. Отношение минимальной
тепловой нагрузки горелки к максимальной
^Q r min
Q r max
называют диапазоном устойчивой работы. Он характеризует пре делы надежной эксплуатации горелки.
Кроме того, принято характеризовать работу горелок пределом регулирования. Под этим понимают пределы изменения тепловой нагрузки горелки, при которых экономичность сжигания газа не значительно отличается от оптимальной (отсутствует химический недожог при минимальных значениях коэффициента избытка воз духа).
Диапазон устойчивой работы является важной эксплуатацион ной характеристикой горелки, показывающей ее форсировочные
возможности. |
|
|
Если |
учесть, что для газа |
низкого давления и ориентировочно |
для газа |
среднего давления |
|
|
Я г = С і | / > г , |
т. е. Qr = c 2 Y p r |
(где Ci и С2 — постоянные коэффициенты), то диапазон устойчивой работы горелки
'Рт max
Таким образом, чтобы иметь в горелке |
диапазон |
устойчивой |
|||||||
работы |
1 :3, необходимо увеличить давление в 9 раз. |
|
|
||||||
Для инжекционных горелок низкого и среднего давления диа |
|||||||||
пазон устойчивой |
работы должен |
быть не менее |
1 :3. Для |
горелок |
|||||
с принудительной |
подачей |
воздуха |
диапазон устойчивой |
работы |
|||||
должен |
быть не менее 1 :5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
выборе горелок необходимо, чтобы их диапазон |
устойчи |
|||||||
вой работы был увязан с типом |
агрегата |
и его |
технологическим |
||||||
процессом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент избытка воздуха. Практически в процессе полного |
|||||||||
горения |
газового |
топлива |
воздуха |
участвует |
больше, чем тре |
||||
буется |
теоретически. Коэффициент избытка |
(расхода) |
воздуха* |
||||||
* В теплотехнической литературе чаще употребляется термин «избыток воз духа», хотя правильнее говорить «расход воздуха», особенно при сжигании газа с а г < 1 .
16
где |
Vjt — действительный объем воздуха, участвовавшего в горе |
нии; |
Ѵо — теоретически необходимый объем. |
В горелках иногда предварительно смешивается с газом только часть воздуха, необходимого для горения. Такая смесь будет, без условно, характеризоваться коэффициентом избытка воздуха, мень шим единицы. Идущий на образование этой первичной смеси воз дух принято называть первичным. Воздух же, подаваемый в то почное пространство дополнительно и независимо от потока газа, называется вторичным.
Коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки а г пока зывает, какое количество теоретически необходимого воздуха по ступает непосредственно через смесительное устройство горелки.
Так, если а г =1,20, |
то это |
означает, что |
через |
горелку |
проходит |
|||
первичного воздуха |
на 20% |
больше, чем |
необходимо |
теоретически. |
||||
С другой стороны, |
если а г |
= 0,75, |
то через горелку |
проходит воз |
||||
духа на |
25% меньше, чем |
теоретически |
необходимо |
для |
горения |
|||
(в этом |
случае правильнее |
было |
бы называть |
а г коэффициентом |
||||
недостатка воздуха). |
|
|
|
горелки. Газогоре- |
||||
Требования, предъявляемые к |
конструкции |
|||||||
лочные устройства должны быть компактными, т. е. иметь мини
мальные размеры, удобными и надежными |
в эксплуатации. |
Кон^, |
струкция горелки должна предусматривать |
возможность быстрой |
|
и доступной замены отдельных ее деталей. |
|
|
Шум, создаваемый горелками. Часто работа горелок сопровож |
||
дается сильным шумом, вызывающим у обслуживающего |
персо |
|
нала быструю утомляемость. По нормам санитарной инспекции ин
тенсивность |
шума, создаваемого |
газогорелочными устройствами, |
||
работающими |
на |
номинальном |
режиме, не должна |
превышать |
85 дб. |
|
|
|
|
КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРЕЛОК И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, |
||||
|
|
ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ |
|
|
В литературе |
газовые горелки |
классифицируются |
по: а) теп |
|
лоте сгорания газа; б) давлению газа в сети; в) назначению; г) ме тоду сжигания газа; д) способу подвода воздуха; е) конструктив ным особенностям и т. д.
Наиболее целесообразно, по мнению автора, классифицировать газовые горелки по способу подвода воздуха для горения, учиты вая конструктивные особенности горелок.
Диффузионные горелки. У них весь необходимый воздух прите кает к пламени из окружающей атмосферы. Эти горелки малочув ствительны к колебанию давления газа, имеют большой диапазон регулирования, но требуют значительного объема топочной камеры для завершения процесса горения. Это объясняется малой ско ростью перемешивания газа с воздухом, что приводит к увеличе нию длины факела. Для газов с большой теплотой сгсрания, тре
бующих для полного сжигания больших количеств воздуха, такие |
|
горелки применяются редко. |
|
2 А. С. Иссерлин |
Гѳс. пуб інчная |
|
|
|
научно-тЬхн-іч-5 нал |
|
библиотека СССР' |
|
ЭКЗЕМПЛЯР |
I UiilTi ПІ_!іЛГЛ -Г. А 1 4
