ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сжигание газов несветящимся пламенем из "Сжатие газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий 1960 " При этом способе сжигания газа в топку поступает газ, предварительно смешанный в горелке с частью воздуха, необходимого для его полного сгорания остальная часть воздуха поступает к факелу из топочного пространства вокруг пламени. Так как газ частично уже смешан с воздухом, то горение его происходит значительно быстрее, чем при внешнем смешении, без разложения углеводородов, в результате чего факел пламени получается коротким, а само пламя несветящимся и высокой температуры (до 1600° С по наружной поверхности). При этом сгорание газа происходит более полное и при меньших избытках воздуха, чем при сжигании газа в горелках внешнего смешения. Вследствие указанных преимуществ сжигания газа несветящимся пламенем, горелки внутреннего смешения получили наибольшее распростра- нение. Особенно удобно их применение в котлах с малым топочным пространством. Количество воздуха, подаваемого в горелку для смешения с газом, составляет примерно от 30 до 60% от всего необходимого для горения количества воздуха, поэтому эти горелки называются горелками неполного или частичного смешения. [c.137] Воздух, подаюпщйся в горелки для смешения с газом, называется первичным, а поступающий к пламени из топочного пространства — вторичным. Подача первичного воздуха в горелки может осуществляться путем инжекции, т. е. засасывания воздуха в смеситель горелки энергией струи газа, поступающего в горелку. Горелки, работающие таким образом, называются инжекционными. Они работают на низком давлении газа, которым можно подсосать только часть воздуха, нужного для горения газа. [c.137] В другом типе горелок внутреннего смешения первичный воздух подается принудительно при помощи вентилятора. Различные-конструкции этих горелок могут работать на низком и на среднем давлении газа. [c.137] При неполном сгорании газа, по причине недостатка воздуха, пламя становится более темным, фиолетового цвета, а иа конце факела — светя-тцимся, желтого или красноватого цвета. [c.138] При излишке воздуха пламя уменьшается, становится бесцветным и отрывается от горелки при этом горелка сильнее шумит. [c.138] Пламя горелок внутреннего смешения является менее устойчивым, чем в горелках светящегося пламени, и поэтому они являются менее безопасными и требуют большого 1 себе внимания со стороны обслуживающего персонала. [c.138] Под неустойчивостью пламени понимается способность его отрываться от горелки или проскакивать внутрь ее. В первом случае возможно загазование топки и дымоходов котла или печи вследствие того, что горение могло прекратиться, а поступление газа в топку продолжалось. [c.138] Особенно это опасно в тех случаях, когда топка котла ие имеет раскаленного огнеупора или недостаточно нагрелась, так как газовоздушная смесь не воспламенится вновь и заполнит топку и дымоходы установки, а затем от случайной искры, тлеющей сажи или неправильных действий персонала может произойти ее взрыв. [c.138] В некоторых конструкциях горелок с принудительной подачей воздуха, имеющих длинные смесительные трубопроводы, проскок пламени внутрь горелки может привести к их взрыву. Следовательно, отрыв пламени от горелки и проскок его внутрь горелки — явления опасные, указывающие на необходимость сознательного и умелого обращения с горелками со стороны обслуживающего персонала. [c.139] Причины явлений отрыва и проскока пламени состоят в следующем начальное горение газовоздушнох смеси, выходящей из горелки, происходит на поверхности внутреннего конуса пламени в зоне 2 (см. рис. 57). Таким образом, поверхность конуса является фронтом пламени, границей между горящей и еще не горящей газовоздушиой смесью. Получается фронт пламени в результате равновесия двух скоростей — скорости распространения пламени (скорости горения), направленной под прямым углом (или перпендикулярно) к поверхности конуса снаружи в любой его точке (как показывает стрелка 4), и нормальной составляющей скорости потока газовоздушной смеси, представляющей собой скорость движения газовоздушной смеси, направленного также перпендикулярно к поверхности конуса изнутри, навстречу распространению пламени (по стрелке 5). [c.139] По своей величине нормальная составляющая скорости потока газовоздушной смеси будет всегда меньше общей скорости вылета смеси из горелки, она увеличивается с увеличением ширины внутреннего конуса пламени, зависящего от диаметра выходного сечения горелки и высоты конуса, возрастающей с увеличением скорости вылета смеси из горелки. [c.139] Однако всегда с увеличением количества подачи газа в горелку будет увеличиваться как скорость вылета газа из горелки, так и нормальная составляющая скорости потока газовоздушной смеси и, наоборот, с уменьшением подачи газа обе скорости будут становиться меньше. Отсюда следует, что отрыв пламени от горелки будет происходить тогда, когда нормальная составляющая скорости потока смеси станет больше скорости распространения пламени, т. е. при увеличении скорости вылета смеси из горелки. [c.139] Наоборот, проскок пламени в горелку будет происходить при условии, когда нормальная составляющая скорости потока газовоздушной смеси станет меньше скорости распространения пламени, что может быть при уменьшении скорости вылета газовоздушной смеси из горелки. Поэтому, уменьшая нагрузку горелок, нельзя снижать давления газа перед горелкой ниже допускаемого для данной горелки нижнего предела. [c.140] Скорость распространения пламени для различных газов неодинакова наибольшую нормальную скорость распространения пламени имеет смесь водорода с воздухом — 2,1 м/сек и наименьшую — смесь метана с воздухом — 0,37(м/сек. Эти даи-ные относятся к смесям с температурой - -20° С и при условии вытекания их из горелки спокойным прямоструйным движением. Из этого следует, что искусственные газы, богатые водородом, дают газовоздушные смеси с большей скоростью горения и способностью к проскоку пламени внутрь горелки, чем природные газы последние богаты метаном и дают газовоздушные смеси, горяшре медленно, а значит и более способные к отрывам пламени от горелки. [c.140] Повышение температуры газовоздушной смеси, например, за счет подачи подогретого первичного воздуха или газа, резко уве личивает скорость распространения пламени. [c.140] Опыты показывают, что чем больше турбулентность газового потока, тем больше скорость распространения пламени и быстрота горания газовоздушной смеси, превышающая указанную выше скорость распространения пламени при прямоструйном движении смеси в несколько раз так как во избежание проскока пламени в горелку скорость вылета смеси из нее должна быть тем больше, чем большую скорость распространения пламени имеет газовоздушная смесь, то с повышением скорости вылета понижается устойчивость пламени и оно легче отрывается от горелки. [c.141] В качестве стабилизатора пламени употребляется рассекатель — брус, сделанный из огнеупора и устанавливаемый против выходного отверстия горелки, который, раскалившись, становится постоянным запальником, не дающим возможности пламени оторваться. Вместо рассекателя в топочных устройствах может быть использована горка из битого шамотного кир-шича. [c.141] Подобные устройства из огнеупоров способствуют улучшению перемешивания газа с воздухом и быстрому и полному его сгоранию с наименьшим избытком воздуха. Кроме того, раскаленные поверхности огнеупоров способствуют повышению интенсивиости отдачи тепла лучеиспусканием от горящих газов к поверхности дагрева котлов. [c.141] Вернуться к основной статье