При раздельной подаче в топку газа и воздуха, как в случае с диффузионным горением, имеет место максимальная химическая неполнота горения. Интенсивность реакции горения при совершенном молекулярном перемешивании горючего газа с воздухом велика время горения – мало (доли секунды), реакция протекает в кинетической области. Однако в процессе горения, даже при отсутствии рециркуляции топочных газов, образуются инертные продукты горения, которые разбавляют горючую смесь и затрудняют контакт горючего с окислителем. Таким образом в процессе горения в какой то момент наступает равенство скоростей кинетической реакции и смесеобразования. Дальнейшая интенсификация горения достигается аэродинамическими приёмами, обеспечивающими увеличение скорости турбулентного распространения пламени и рост поверхности фронта пламени.
Химическая неполнота сгорания называется общей или локальной нехваткой кислорода и определяется содержанием СО в продуктах горения. Остатки несгоревших углеводородов отсутствуют всегда т.к. даже самый устойчивый из них – метан разлагается полностью даже при избытках воздуха меньше единицы.
Оптимальное значение избытка воздуха αопт находится при максимальном КПД котла. Практика показывает, что для энергетических котлов можно принимать избыток воздуха в диапазоне 1.05- 1.10 и что лучшие горелочные устройства обеспечивают полноту сгорания даже при α= 1.01
Газовые горелки
Назначение газовых горелок заключается в организации подачи горючего газа и воздуха в топочную камеру и создании в ней процесса горения, обеспечивающего полный выжиг топлива. В этом смысле задачи горелок и камеры едины и должны решаться комплексно. Для крупных установок, для которых топки, проектируются на сжигание газа и мазута, вопрос осложняется разной интенсивностью лучистой тейлоотдачи от газового и мазутного факелов.
На рис. 9.4 дана классификация горелок по способу смешения газа ивоздуха. Этот подход представлен конструктивно. На (рис. 9.4,а и б) приведены горелки для беспламенного горения с предварительным смешением, это горелки инжекционные туннельные со стабилизаторами горения, которые выполнены в виде стальных пластин и в виде керамического туннельного канала. На (рис..9.4,в) показана трубчатая горелка без предварительного смешения для доменного газа. Газ поступает в, топку по трубкам, воздух — между трубками, смешение осуществляется в струйных потоках на выходе из трубок, процесс горения затягивается, факел делается удлиненным и светящимся.
Инжекционные горелки выполняют с частичным или полным перемешиванием. В первом случае их называют «атмосферными», и работают они на низком давлении, газа (порядка 1 кПа) и подсасывают на смешение примерно половину потребляемого воздуха. Остальной воздух подсасывается самой горелкой за счет ее разрежения. При полном перемешивании (рис. 9.4,а, б) горелки работают на среднем или высоком давлении газа порядка 50—100 кПа. Соблюдение определенного соотношения диаметров сопла и горловины дает возможность получать подсос и предварительное перемешивание всего воздуха.
Инжекционные горелки обладают достоинством, способствовавшим их широкому распространению в промышленных, особенно отопительных установках,—это саморегулирование в подаче газа, и воздуха в необходимом соотношении. Однако имеются и недостатки, такие, например, как громоздкость смесителей и шум, источником, которого является высокая скорость подсасываемого воздуха (100—200 м/с). Инжекционные горелки работают с высокими тепловыми напряжениями 30—55 МВт/м3, диаметр керамического туннеля 60—80 мм.
Горелки на природном газе полного смешения
высокой производительности для энергетики выполняют прямоточными и с закруткой
воздуха.
Прямоточные щелевые горелки типа МЭИ (рис. 9.4,г)просты по конструкции и имеют высокий рабочий ресурс. Скорость выхода газовоздушной смеси, из горелки 25—50 м/с.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.