ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сжигание газа в топках паровых котлов Методы сжигания газа и классификация газовых горелок из "Сжигание газа на электростанциях и в промышленности Изд.2 " Следует с самого начала оговориться, что по теплообменным характеристикам различных факелов еще очень мало накоплено и обобщено четких экспериментальных и практических данных, в результате чего до сих пор еще появляются недостаточно правильные или даже ошибочные оценки и трактовки фактов, связанные с тем, что в должной мере не учитывается сложность рассматриваемого вопроса. [c.96] Если же газ и воздух поступают в топку раздельными (например, спутными) потоками, то процесс смешения газа с воздухом осуществляется при высокой температуре в объеме горящей струи. В данных случаях замедленность смешения обусловливает локальный прогрев газовых потоков (до поступления воздуха в зону подогрева) и крекинг углеводородов с образованием более простых веществ, в том числе атомарного углерода. [c.96] При агломерации атомов углерода образуются мельчайшие частицы сажи. Будучи сильно нагреты в атмосфере, не содержащей кислорода, эти частицы дают характерное ярко-желтое свечение и заметно (примерно в 3—3,5 раза) повышают степень черноты, а следовательно, и излучательную способность факела по сравнению с несветящимся факелом той же температуры. [c.96] Поскольку реакция протекает между веществами, находящимися в разных фазах — твердой и газовой, горение углеводородов в светящемся пламени является гетерогенным процессом, занимающим какое-то промежуточное положение между гомогенным горением газа в несветящемся факеле и горением угольной пыли в потоке. [c.96] являясь простейшим углеводородом насыщенного ряда, хуже других газообразных углеводородов поддается крекингу с выделением сажистого углерода. Поэтому при сжигании сухого природного газа, состоящего в основном из метана, чаще, чем при сжигании других углеводородных газов (нефтепромысловых, нефтезаводских и др.), возникают трудности получения пламени нужной светимости. [c.97] Крекинг углеводородов происходит в горящей струе лишь в тех случаях, когда она имеет достаточно большое поперечное сечение, так как только при этом условии диффузия воздуха с поверхности факела в центральную (сердцевинную) часть струи получается достаточно медленной. [c.97] При изменении светимости пламени значения Г и а в уравнении (5-42а) могут одновременно меняться в различные стороны. Степень изменения указанных множителей, а следовательно, и суммарный эффект зависят от того, при каких условиях и каким путем достигается увеличение светимости факела (за счет ухудшения смешения газа с воздухом, карбюрации пламени или его автокарбюрации). Повышение светимости факела может и увеличить и уменьшить тепловой поток к тепловоспринимающим поверхностям. [c.97] Распределение температур при сжигании газа в экранированной топке. [c.98] Противоречивость этих результатов может быть связана с тем, что интенсивность радиации зависит при прочих равных условиях не только от светимости факела и среднего температурного уровня. Существенное влияние оказывают также особенности распределения температур, что, к сололению, не учитывается современными методами расчета лучистого теплообмена. [c.98] Рассмотрим в самых общих чертах некоторые экспериментальные материалы, относящиеся к данному вопросу. [c.99] В первую очередь рассмотрим опытные данные А. В. Кавадерова (В.НИИМТ), который изучал распределение интенсивности теплоотдачи по длине камеры, обогревающейся поочередно газовыми горелками различных типов или мазутной форсункой [Л. 82]. [c.99] Опыты ироводились на стенде, представляющем собой камеру прямоугольного сечения (0,6 X 0,6 м) длиной около 5,3 м (рис. 5-23). В одной из торцевых стенок устанавливалась исследуемая горелка 1 (или форсунка). Боковые стенки и подина камеры футеровались огнеупорным легковесным кирпичом. Сводом камеры служили плоские калориметры 2 шириной 0,3 м каждый. [c.99] В газовых горелках сжигался генераторный газ, получавшийся при газификации коксика. Газ (сухой) имел низшую теплоту сгорания 920—1 030 ккал1м . Содержание влаги в газе было равно 30—50 г м содержание смолы и пыли — не более 1 г м . [c.99] Теплота сгорания мазута составляла 10 400 ккал1кг содержание влаги — 4,6—9,6%. Мазут подавался в форсунку нагретым до 70— 80° С под давлением 6 ат. [c.99] Линии /, 2, 3 на рис. 5-25 относятся к случаям сжигания газа в горелках I, II и III. Линии 4а, 46 и 4в характеризуют сжигание мазута с коэффициентом избытка воздуха, равным соответственно 1,05 1,22 и 1,45. [c.100] При рассмотрении этих кривых следует иметь в виду, что при сжигании газа в горелках типа II и III (с предварительным смешением газа и воздуха), начиная с первого контролируемого сечения (0,3 jU от головного торца камеры), состав газов не изменяется по всей длине зоны теплообмена, так как они представляют собой продукты практически полного горения. При работе горелки типа / процесс горения заканчивается, в основном, к пятому сечению, т. е. на длине пути около 1,5 м. Примерно на таком же расстоянии поток газа, выходящий из горелок типа / и II, раскрывается на все сечение камеры. При работе горелки типа /// полное раскрытие потока наблюдается на расстоянии около 0,2 м от головного торца камеры. [c.100] Анализируя взаиморасположение кривых 1—4, можно видеть, что на тех участках длины камеры, где имеют место процессы сажевыделе-ния и горения, величина при сжигании мазута значительно больше, чем для прозрачных продуктов сгорания газового топлива. Лишь на расстоянии - 1,5 м от головного торца камеры кривые, относящиеся к случаям сжигания мазута и газа, начинают сближаться (особенно для случая сжигания мазута при а =1,45). [c.101] Таким образом график, приведенный на рис. 5-25, иллюстрирует различие излучательной способности мазутного и газовых факелов. Однако по этому графику нельзя судить о том, как изменяется теплопередача в зависимости от того, является ли факел светящимся или прозрачным. Этого нельзя делать потому, что температура факела при сжигании мазута была на 100—200° С выше, чем нри сжигании газа. [c.101] Иначе дело обстоит ири сжигании газов, содержащих значительный процент углеводородов. Процесс сжигания этих газов можно вести таким образом, что он сопровождается крекингом углеводородов с образованием в факеле раскаленных мельчайших частиц углерода (сажи). Максимум излучения пламени, содержащего взвешенные сажистые частицы, находится в интервале длин волн от 1,5 до 3,0 мк, но и в области видимого спектра пламя обладает некоторой излучательной способностью, воспринимаемой человеческим глазом как светимость. [c.102] Рассмотрим теперь результаты ряда вычислений, иллюстрирующих особенности теплообмена между потоком излучающих продуктов горения и тепловоспринимающей поверхностью. Эти данные могут служить подспорьем при объяснении и истолковании некоторых фактов, встречающихся в топочной практике при сжигании различных видов топлива, в том числе и газового. [c.102] Вернуться к основной статье