Файл: Ахмедов, Р. Б. Газ в народном хозяйстве Узбекистана.pdf

Для практических расчетов рекомендуется прини­ мать значения В = 5,8 и в = 0,43. Тогда

(33)

В общем виде зависимость для определения длины диффузионного факела можно выразить следующим об­ разом.

где

Re, Fr, Ей, Ra — критерии соответственно Рей нольдса, Фруда, Эйлера и ра­ диации;

IB=G 'w1jw2— критерий газовоздушной среды (G —стехиометрическое число).

Установлено, что критерий Re проявляется лишь в переходной области от ламинарного к турбулентному режиму. Критерий Эйлера в дозвуковой области не ока­ зывает никакого влияния.

Резюмируя изложенное, можно отметить основные факторы, способствующие укорочению диффузионного турбулентного факела:

а) замена одной горелки на ряд горелок с меньшим диаметром устья;

б) снижение массовой теплоты сгорания газа; в) обогащение воздушного дутья кислородом или не­

которое увеличение избытка воздуха; г) подогрев газа и особенно воздуха;

д) увеличение угла встречи газа и воздуха; с) интенсификация процессов турбулентного переме­

шивания.

ТЕПЛОВЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И АНАЛИЗ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ

В топливно-энергетическом балансе страны газовое топливо занимает одно из ведущих мест, и доля его все время увеличивается. Все это выдвигает в число перво­ очередных задач теплотехнические испытания газоис­ пользующих установок и контроль за их работой.

103

Теплотехнический контроль агрегатов, использующих газовое топливо, играет весьма важную роль в повыше­ нии надежности и экономичности работы оборудования. Возникает необходимость в создании точных приборов для измерения температуры, тепловых потоков и расхо­ да газа.

За последние годы в лаборатории тепловых измере­ ний СредазНИИГаза были созданы приборы, отличаю­ щиеся простотой конструкции, а также поверочные уста­ новки для их предварительной градуировки.

Для измерения тепловых потоков в топках парогене­ раторов и промышленных печей разработан и изготов­ лен тепломер «Поток». Этим переносным прибором мож­ но просто и с большой точностью измерять потоки до 450 тыс. ккал1м2ч. При измерениях на парогенераторах Душанбинской ТЭЦ, ТЭЦ-7 Ленэнерго и Ферганской ТЭЦ отмечена стабильность и высокая надежность прибора, принцип действия которого сводится к измере­ нию скорости прогрева пластины известной толщины и теплоемкости. Время прогрева пластины в определенном интервале температур регистрируется автоматически. Напряжение питания 12 в. Для измерения потоков до 300 тыс. ккал/м2ч. предназначен также и термозонд, реа­ лизующий метод теплового сопротивления. Этот прибор требует при измерениях подвода охлаждающей воды. Ведутся работы по усовершенствованию конструкции датчика. Работает в комплексе с электронным потенцио­ метром. Имеет высокую точность измерения тепловых потоков. Внедрен на ТашГРЭС.

Для градуировки датчиков вышеперечисленных при­ боров, а также датчиков других конструкций разрабо­ тан и изготовлен в СредазНИИГазе стенд на базе печи Г-30 с карборундовыми излучателями. Развиваемая мощ­ ность излучателя (50—320) тыс. ккал/м2ч. Датчики градуируются по показаниям точного калориметра. Тем­ пература карборундовых излучателей поддерживается автоматически. Стенд имеет устройство регулирования расхода охлаждающей воды, прост и удобен в эксплуа­ тации. Основным прибором для измерения температуры является отсосный пирометр. В лаборатории работают над усовершенствованием конструкции пирометров с целью повышения точности измерений температуры газа, применяются комплексные расчетно-градуировочные ме­

109

тоды при конструировании, где учитываются условия измерения температуры.

Максимальная измеряемая температура газа термо­ парой ПП-18000. Предварительный расчет поправок к показаниям отсосного пирометра в зависимости от ус­ ловий измерения и контрольная градуировка непосред­ ственно на объекте обеспечивают высокую точность и простоту измерений. Успешные испытания этих приборов были выполнены на ТЭЦ Орско-Халиловского металлур­ гического комбината, Кокандской ТЭЦ, Ферганской ТЭЦ.

В лаборатории создана оригинальная конструкция образцового пирометра «СРЕДАЗНИИГАЗ» М-2, пред­ назначенного для градуировки отсосных пирометров не­ посредственно на объектах измерения. Диапазон изме­ ряемых температур 800—1450°. Новый способ подогрева гильзы элемента позволяет достичь высокой точности измерения температуры газа. Конструкция пирометра простая в отличие от применяющихся в практике образ-

Рис. 2. Образцовый пирометр „СредазНИИГаза М—2“.

цовых пирометров. Состоит из водоохлаждаемого корпу­ са 1, металлического или фарфорового экрана 2, фарфо­ ровых изоляционных трубок 3, токоподводящих хромелевых электродов 1, 2, 4, нагревательного платинового элемента 5, гильзы нагревательного элемента 6, изготов­

рических датчиков создан универсальный стенд, позво­ ляющий градуировать не только стандартные датчики, но и нестандартные.

110

Измерительная схема стенда отвечает требованияминструкции по поверке термометрических датчиков. Стенд оборудован приборами высокого класса точности. Температура в печи, нультермостате и термостатах под­ держивается автоматически. Это позволяет достичь вы­ сокой точности градуировки приборов для измерения температуры. Диапазон охватываемых температур^ 0-М2000. В лаборатории проводятся исследовательские работы, направленные на повышение точности и надеж­ ности существующих методов и средств измерения рас­ хода. О значении обеспечения точности измерения расхо­ дов свидетельствует тот факт, что увеличение точности учета количества газа на 1% в масштабе всей страны, может дать экономию около 20 млн. руб. в год.

В результате исследования установлено, что в тече­ ние длительной эксплуатации измерительной диафрагмы радиус закругления входной кромки может составить значительную величину, что вызывает погрешность изме­ рения до 7%, а существующие множители на неостроту входной кромки не дают достоверного результата.

В связи с этим разработана и рекомендована диафраг­ ма оптимального профиля.

Наряду с работами в области теплотехнических изме­ рений лаборатория ведет работу по автоматизации то­ почных процессов. Результатом этой работы явилось,

создание запально-защитного устройства применительно к горелкам конструкции СредазНИИГаза. Использовано серийное оборудование (ЗЗУ-4 и АКП-2). Монтаж обо­ рудования ЗЗУ произведен с учетом максимальных удобств для обслуживающего персонала. Узлы установки, оборудования позволяют быстро производить наладочные работы при различных режимах розжига котла. Прове­ денные испытания показали высокую надежность рабо­ ты ЗЗУ, которые внедрены на котлах экспериментальной котельной СредазНИИГаза.

При оценке эффективности газоиспользующих уста­ новок анализ продуктов горения имеет решающее значе­ ние, давая возможность контролировать полноту и дина­ мику выгорания, условия сжигания по содержанию окис­ лителя, присосы воздуха по отдельным зонам.

Тенденция к сжиганию газа с малыми избытками воздуха накладывает еще более жесткие требования к аппаратуре газового анализа. Поэтому для оценки co­

l l i

става продуктов горения широкое применение нашел ме­ тод газовой хроматографии, обладающий достаточной экспрессностью и точностью. Однако необходимость оп­

Я2С02 и наоборот, необходимость разделения таких ком­ понентов, как 0 2, N 2, СО, предъявляют специфические требования к разделительным колонкам и системе детек­ тирования.

Для определения продуктов неполного горения (Н2, СО, СЯ4) с пороговой чувствительностью 0,005— 0,01 % (объемных) применяется термохимический детек­ тор, чувствительность которого на 1,0—1,5 порядка вы­ ше чувствительности каторометра (детектор по теплопро­ водности). Так как каталитически окисляются на разог­ ретой платиновой нити только горючие компоненты, то определение кислорода и углекислого газа в этом случае ведут с помощью волюмометрических методов (аппара­ ты ГХП-ЗМ и ВТИ-2). Для такого комбинированного ана­ лиза продуктов горения в СредазНИИГазе разработан портативный хроматограф, имеющий небольшие габари­ ты и вес около 6 кг. В качестве детектора применены платиновые плечевые элементы от хроматографа ХТ-2М, которые питаются от встроенного в прибор стабилизи­ рованного выпрямителя. Регистрация хроматограммы возможна как по стрелочному микроамперметру, так и по электронному потенциометру типа ПС или ЭПП-09 со шкалой на 3—5 мв. В качестве газо-носителя исполь­ зуется воздух, предварительно осушенный в фильтре с силикагелем и едким калием. Стабилизация подачи воз­ духа через разделительные колонки достигнута за счет применения специально разработанного побудителя расхода с приводом от синхронного двигателя типа СД-94. В качестве нагнетающих элементов использова­ ны две компрессионные головки от микрокомпрессора МК-1 или аналогичного, изготовленные с меньшим вред­ ным пространством. Привод мембран осуществлен с по­ мощью эксцентрично насаженного на вал двигателя ма­

112

ра хроматографа ХТ-8 имеется возможность определе­ ния негорючих элементов (Ог, СОг), но чувствительность по СОиСЯ4 при газоносителе аргоне составляют — 0,1%, Для улучшения разделения метана и азота в хрома­ тографе ХТ-8 применена дополнительная колонка с активированным углем АГ-3, включенная непосредст­ венно с молекулярными ситами. Длина колонки 1 м, диаметр 4 мм, фракция 0,25—0,5 мм. Кроме четкого раз­ деления, при этом достигнуто некоторое сокращение

времени анализа (12 мин.).

Расшифровка хроматограммы осуществляется по та­ рированным графикам, которые строятся по данным, по­ лученным при пропускании контрольных газовых смесей известной концентрации (абсолютный метод). Контроль­ ные газовые смеси готовятся из чистых газов методом парциальных давлений и объемным методом в специаль­ но подготовленных смесителях (малых баллонах емко­ стью 1—5 л).

Для контроля за приращением парциональных дав­ лений используется образцовый грузопоршневой мано­ метр МВП-2,5 классом 0,05%. Точность приготовления смеси составляет 1,0%. Анализ контрольных проб вы­ полняется на современных отечественных хроматографах (ЛХМ-8МД, ЛХМ-7а), а также зарубежных (Беккер 409 фирмы Паккард (США); СН—18,3 ГДР).

УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЕЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Несмотря на резкое увеличение масштабов добычи топлива, потребность в нем растет еще больше, что свя­ зано с опережающим развитием топливоемких отраслей народного хозяйства страны.