Файл: Литвиненко, П. А. Слесарь по обслуживанию газового оборудования промышленных предприятий учеб. пособие.pdf

Следовательно, реакцию горения, например, пропана в воздухе можно написать: С3Н8 + 5 0 2 + 5-3,76N2— ЗС02 + 4Н 20 +18,8N2.

Отсюда видно, что для сжигания 1 м3 пропана требуется 5 м3 кисло­ рода и 18,8 м3 азота или 5 + 18,8 — 23,8 м3 воздуха. В результате сгорания 1 м3 продана получается 3 м3 углекислого газа, 4 м3 водя­ ных паров и 18,8 м3 азота. Количество воздуха, необходимое для пол­

известна только теплота сгорания газа, по которой и определяют необходимое для его сгорания количество воздуха. Подсчитано, что на каждую 1000 ккал тепла, выделяемого при сжигании газа, тре­ буется около 1,13 м3 воздуха. Следовательно, дляхжигания дашавского газа с теплотой сгорания 8500ккал/м3 необходимо 8,5x1,13== = 9,6 м3 воздуха. Практически для полного сгорания топлива воз­ дух в топку подают с избытком. Соотношение между действительным

где а — коэффициент избытка воздуха; он показывает, во сколько раз действительный расход больше теоретического, принимаемого за единицу. Во всех случаях должно быть а >• 1 (обычно прини­ мается се = 1,05 — 1,2), иначе при горении топлива будет недожог. Только при термообработке металла, когда требуется восстанови­ тельная среда, во избежание окисления металла и выгорания из

42

него углерода коэффициент избытка воздуха берется меньше еди­ ницы.

Работа топки с большим избытком воздуха приводит к перерас­ ходу топлива, ухудшает работу котла, снижает его выработку и ка­ чественные показатели. Поэтому продукты сгорания анализируют, пользуясь газоанализаторами, т. е. периодически отбирают из дымо­ хода за котлом часть газов и определяют содержание углекислого газа, а также сумму окиси углерода и несгоревшего водорода в объе­ мах и процентах. Если стрелка прибора на шкале СО + Н 2 откло­ нилась от нуля вправо, — сгорание неполное, а стрелка на другой его шкале покажет максимальное содержание С 02 в продуктах сгора­ ния. Самое выгодное горение, когда стрелка указателя шкалы СО + + Н 2 находится на нуле.

Правильное определение состава продуктов сгорания имеет очень большое значение. При отсутств'ии в продуктах сгорания СО, СН4 и Н 2, сделать точный анализ можно по данным табл 13: при пра­ вильном сжигании содержание С 02 должно соответствовать значе­ ниям, указанным в таблице. Точность такого анализа устанавливают но формуле

Топливо характеризуется температурой горения в топке. Разли­ чают т е о р е т и ч е с к у ю и к а л о р и м е т р и ч е с к у ю тем­ пературу горения. При подсчете первой учитывают потери тепла на распадание при высоких температурах углекислого газа и водяных паров. Калориметрическая температура Д. И. Менделеевым названа ж а р о п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ю . Это максимально возмож­ ная температура горения, развиваемая при полном сгорании газа

43

в стехиометрическом * объеме воздуха при отсутствии потеръ тепла.

Она определяется по формуле

где с — средневзвешенная теплоемкость продуктов сгорания в тем­ пературном интервале от 0 до £тах при постоянном давлении, под­ считанная согласно правилу смешения в (ккал/м3) °С или (кдж/м3)°С. Жаропроизводительность (в воздухе) различных горючих газов при­ ведена в табл 14.

Таблица 14

Жаропроизводнтельность (в воздухе) различных горючих газов

§ 29. Строение газового пламени и способы сжигания горючих газов

Строение пламени зависит от типа газового устройства и способа сжпганпя газа. Различают сжигание газа светящимся пламенем, несветящимся пламенем и беспламенное сжигание.

Сжигание газа с в е т я щ и м с я пламенем заключается в том, что газ и воздух подают в зону горения раздельно, в топке они пере­ мешиваются, и горение происходит одновременно с перемешиванием в относительно медленном темпе и образованием длинного светяще­ гося пламени. При этом способе, называемом также диффузионным, шли внешнего смешения, в зоне 1 (рис. 7) у устья горелки пламя бесцветное, но в зоне 2 нагревание газа заканчивается разложением его на компоненты. Выделяющиеся частицы углерода придают пл^і-

* Стехиометрия — отдел химии, изучающий количественные отношения, в которых вещества соединяются друг с другом или вступают в химическое взаимодействие.

44

меіш золотисто-соломенным цвет и сгорают на наружной поверх­ ности зоны 2 и в зоне 3. Окончательное догорание газа прозрачным голубоватым пламенем происходит в зоне 4. При неполном сгорании газа пламя приобретает красноватую окраску с выделением сажи, факел пламени становится длиннее. При лишнем количестве воздуха в топке факел укорачивается, цвет пламени бледнеет, в горелке по­ является шум. Если при помощи диффузионных горелок * сжигать искусственные газы, в которых нет или содержится немного метана

и тяжелых чуглев°Д°родов, пламя

поверхности конуса (в зоне горения 2) сгорает. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание газа с-образованием окиси углерода и части несгоревшего водорода, которые догорают в зоне 3, куда поступает кислород вторичного ** воздуха; при этом пламя становится более темным, фиолетового цвета. При излишке воздуха пламя уменьшается, становится бесцветным и отрывается.от горелки, усиливая шум ее. По мере накаливания огнеупора топки цвет газо­ вого пламени несколько меняется и при полном сгорании становится бледно-голубым.

Устойчивостью горения называют стабилизацию фронта пламени без отрыва от горелки и проскока внутрь ее. Отрыв пламени от го­ релки произойдет, если скорость движения газовоздушной смеси будет больше скорости распространения пламени. Поэтому при

*Подробнее см. гл. 9.

**Воздух, идущий в горелку для смешения с газом, называется первичным,

апоступающий к пламени из окружающей атмосферы и принимающий участие в горении — вторичным. Первичный воздух может поступать в горелки путем инжекции, засасывания в смеситель горелки струей, выходящей ,из сопла фор­

сунки, и подаваться принудительно при помощи вентилятора.

45

увеличении нагрузки нельзя перегружать горелку, т. е. нельзя допус­ кать, чтобы давление газа было больше установленного для данной горелки, или давление воздуха было больше допустимого в горелках с принудительной подачей. Отрыв пламени возможен при розжиге горелки или блока горелок котла (печи), при выключении части горе­ лок и в процессе работы котла (печи) при внезапном увеличении да­ вления газа, подаче газа с большой скоростью при малом его давле­ нии или чрезмерной тяге в дымоходе. При этом пламя может погас­ нуть, отчего возможно загазование топки и дымоходов котла.

Проскок пламени в горелку происходит, когда скорость распро­ странения пламени больше нормальной составляющей скорости по­ тока газовоздушной смеси. Он сопровождается хлопком, а горение

газовоздушной смеси внутри горелки происходит с шумом. При этом может нарушиться работа горелки, загазоваться топка, нагреться горелка и выйти из строя или вызвать взрыв газовоздушной смеси. Проскок пламени возможен при резком снижении производитель­ ности горящей горелки и во время выключения инжекционной го­ релки при открытом регуляторе воздуха, чаще при перегретой го­ релке. Поэтому, уменьшая нагрузку горелок, не следует снижать давления газа перед ними ниже допустимого для данной горелки нижнего предела.

При проскоке пламени в горелку необходимо немедленно закрыть газовый кран перед ней (перед блоком горелок), прекратить подачу газа, остудить горелку (блок горелок) и снова разжечь ее по инструк­ ции. При одновременном проскоке пламени во все горелки следует немедленно закрыть кран или задвижку перед котлом (печью) и все краны перед горелками, открыть кран на продувочном газопроводе.

46