Основное назначение горелки заключается в смешивании определенных количеств воздуха и топлива для достижения полного сгорания топлива. В сушилках для наполнителя и в барабанных смесителях с противотоком или с параллельным потоком используются два основных типа горелок. Многие установки оборудованы горелкой, для которой требуется от 30 до 45% воздуха, подаваемого воздуходувкой на самой горелке. Остальные 70-55% воздуха, поступающего в зону горелки, втягиваются вытяжным вентилятором на установке. На Рис. 9-3 показан этот тип оборудования (горелка, в которой объединены нагнетание и вытяжка). Некоторые горелки работают на 100%-ном воздухе, нагнетаемом через горелку воздуходувкой. Этот второй тип горелки, показанный на Рис. 9-4, известен как горелка с нагнетанием всего или 100% воздуха. Такие горелки, в общем, намного «спокойнее», чем первый тип, а также более эффективны по расходу топлива.
Некоторые горелки должны регулироваться оператором установки:
- (а) при изменении количества наполнителя внутри сушилки или барабанного смесителя
- (б) при увеличении или уменьшении влагосодержания в наполнителе и
- (в) при изменении температуры выгружаемого наполнителя для контроля сушки и нагрева материала.
Большинство горелок оборудовано автоматическим устройством контроля ввода топлива для поддерживания относительно постоянной температуры выгружаемого наполнителя (или смеси в барабанном смесителе).
Недостаток воздуха или топлива снижает производительность горелки. Обычно наличие воздуха является ограничивающим фактором. Вытяжной вентилятор помимо обеспечения воздуха должен также вытягивать водяной пар, образующийся в процессе сушки, и продукты горения через сушилку или барабанный смеситель.
Рис. 9-3 Объединенная нагнетательно- Рис. 9-4 Горелка с 100%-ным
вытяжная горелка нагнетанием воздуха
Мощность этого вентилятора является контролирующим фактором при нагреве и сушке наполнителя. Объем отходящих газов (воздух, водяной пар и продукты горения), вытягиваемых вентилятором, постоянный в зависимости от установки регулятора тяги в системе.
На производительность системы также влияют утечки воздуха. Поскольку вентилятор вытягивает постоянный объем отходящих газов при определенной установке регулятора тяги через систему от горелки и через сам вентилятор, воздух, который входит в систему от горелки, уменьшает количество вторичного воздуха, вытягиваемого вентилятором. Чтобы обеспечить объем воздуха в горелке, требующийся для достижения полного сгорания топлива, утечки воздуха должны быть устранены. Для контроля количества воздуха, поступающего в систему, в вытяжном канале должна быть установлена ручная или автоматическая задвижка.
Процесс теплопереноса
Температуры внутри барабана
Температура пламени горелки превышает 1400 С. Температуры газов на выходе барабанных смесителей с параллельным потоком обычно на 30 С выше температур смеси на выходе. Температуры газов на выходе выше, чем на это могло указывать неадекватное перемешивание, поэтому должна быть сделана корректировка. На Рис. 9-5 и 9-6 показаны типовые температурные профили отходящих газов и наполнителя по длине барабанов с параллельным потоком и противотоком. Разность между температурами отходящих газов и смеси при выгрузке представляет степень эффективности процесса теплопереноса и количество тепла для сушки и нагрева наполнителя. Для идеального теплопереноса в барабане с параллельным потоком необходимо, чтобы температуры отходящих газов и выгружаемой смеси были одинаковы в точке, где смесь выгружается из барабана.
Несмотря на то, что измерение эффективности теплопереноса определяется сравнением температур выгружаемой смеси и отходящих газов во время выхода газов из барабана, часто бывает трудно точно определить температуру отходящих газов в этом месте. Обычно измеряется разность температур в вентиляционном канале в точке между концом барабанного смесителя и входом отходящих газов в оборудование для контроля выбросов. Эта операция выполняется с помощью термопары, прикрепленной к вентиляционному каналу в точке, где отходящие газы втягиваются в систему мокрой газоочистки или рукавный фильтр. Для эффективной работы барабанного смесителя, температура отходящих газов перед входом в систему контроля выбросов не должна отличаться от температуры выгружаемой смеси больше, чем на 10 С.
Рис. 9-5 Температурный профиль сушки наполнителя в барабане с параллельным потоком
Рис. 9-6 Температурный профиль сушки наполнителя в барабане с противотоком
В общем, нельзя сравнивать температуру выгружаемой смеси и температуру отходящих газов в точке их выхода из заводской вытяжной трубы. Если на заводе используется мокрый газоочиститель, вода, сталкивающаяся с частицами пыли, будет, конечно, охлаждать газы. Кроме того, для систем контроля выбросов, будь-то мокрая газоочистка или рукавный фильтр, какая-либо утечка воздуха, втягиваемого в вентиляционный канал и оборудование для контроля выбросов между концом барабана и вытяжной трубой, будет снижать температуру отходящих газов перед их выходом из вытяжной трубы. Таким образом, температуры выгружаемой смеси и отходящих газов необходимо сравнивать в вентиляционном канале до поступления газов в оборудование для контроля выбросов.
Если температура отходящих газов в вентиляционном канале равна, скажем, 180 С, а температура выгружаемой смеси 140 С, завеса наполнителя внутри барабана, вероятно, неполная, и барабан эксплуатируется неэффективно. Возникает несколько проблем, включая повышенный расход топлива, возможное отделение очень мелких частиц наполнителя от остального наполнителя в барабане и повышенный износ рукавов при использовании рукавного фильтра. Необходимо также контролировать температуру отходящих газов в том месте, где вводится асфальтовый цемент. Асфальтовый цемент в зависимости от источника сырой нефти и процесса очистки, используемого для производства этого материала, может содержать небольшие количества летучих веществ или легких фракций, которые можно отводить при температуре не более 330 С и даже намного ниже в присутствии влаги. Видимых (или визуальных) выбросов можно избежать, если температура отходящих газов ниже этой величины в том месте, где асфальтовый цемент вводится в барабан.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.