|
|
Навигация:  Сжигание газов светящимся пламенем
Сжигание газов светящимся пламенем Этот способ сжигания газов состоит в том, что в топку при помощи устройств, называемых горелками, подается газ, который встречается с воздухом и перемешивается с ним уже в топке. При этом перемешивание газа с воздухом, а следовательно, и горение его, идущее одновременно с перемешиванием, происходит относительно медленно, в результате чего получается длинное, иногда до 3—4 м и более светящееся пламя. Такое перемешивание газа с воздухом происходит за счет диффузии — способности частиц одного вещества проникать взаимно в другое. В данном случае частицы газа стремятся распространиться в окружающий факел слой воздуха, а частицы воздуха, наоборот, — в слой газа. По этой причине указанный способ сжигания газа получил еще название диффузионного, а горелки, применяемые при этом способе сжигания газа, — горелки внешнего смешения, или горелки светящегося пламени, или диффузионные горелки. При сжигании газа в этих горелках имеет место как молекулярная диффузия, при которой смешение между газом и воздухом происходит за счет движения их молекул, так и диффузия отдельных масс воздуха и газа, перемешивающихся между собой вследствие вихреобразного движения, создаваемого скоростью движения струй газа и воздуха, особенно при их пересечении, наблюдающемся в горелках с принудительным подводом воздуха к струе газа. Сам факел светящегося пламени по своему строению разделяется на три зоны. В зоне 1 у устья горелки цвет пламени отсутствует, так как в ней газ еще холодный. В зоне 2 происходит нагревание газа и разложение его метана и тяжелых углеводородов с выделением свободного углерода (сажи), частицы которого, раскаливаясь, светятся, придавая пламени при полном сгорании газа яркий золотисто-соломенный цвет. В наружной зоне 3, соприкасающейся с воздухом, происходит его перемешивание с раскаленными продуктами разложения зоны 2 и их сгорание прозрачным голубоватым пламенем. В случае неполного сгорания газа по причине недостатка воздуха в топке, цвет пламени приобретает красноватую окраску с темными полосами и выделением сажи. Сам факел становится длиннее. Наоборот, при лишнем количестве воздуха в топке факел укорачивается, цвет пламени становится более бледным, с синевой; при этом горелка сильно гудит, При сжигании в диффузионных горелках генераторных газов, не имеющих в своем составе метана и особенно тяжелых углеводородов, свечения пламени может не быть; пламя будет длинное, но не светящееся. Сжигание газообразного топлива при помощи горелок внешнего смешения и воздуха, поступающего в топку только за счет силы тяги, может быть допущено для горелок малой мощности. Как правило, в горелки котлов и печей необходимый для горения воздух должен подаваться при помощи вентиляторов или горелки должны работать на повышенной тяге. От способа подведения воздуха к струе газа, выходящей из горелки, зависит качество перемешивания газа с воздухом, а значит и быстрота и полнота его сгорания и длина факела.
Рис. 1. Схема строения светящегося пламени: На рис. 56 изображены схемы нескольких конструкций горелок внешнего смешения с различным подведением воздуха к струе газа. При одинаковом расходе газа и воздуха наиболее длинный факел и неполное сгорание получается в горелке. В горелке факел получается короче, а горение полнее. В горелке благодаря завихрению воздуха, создаваемому винтообразной вставкой, факел становится еще более коротким, а горение еще более полным. Наиболее короткий факел и полное сгорание газа получается в горелке, сплющенный конец которой создает увеличение скорости выхода воздуха и газа и пересечение газового потока воздухом под углом, что в свою очередь способствует наиболее полному перемешиванию газа с воздухом.
Рис. 2. Схемы горелок внешнего смешения. Диффузионное светящееся пламя природного газа отличается равномерной температурой по всей длине факела, равной 1000—1050 °С по его наружной поверхности. Внутренняя часть пламени имеет более высокую температуру, достигающую 1400 °С на расстоянии примерно 2/3 высоты (или длины) факела, считая от горелки. Относительно низкая температура пламени объясняется тем, что светящееся пламя обладает большой прямой отдачей тепла путем лучеиспускания от светящихся частиц. Кроме того, на температуру пламени влияет малая скорость сгорания газа вследствие недостаточно быстрого перемешивания его с воздухом и довольно большой избыток воздуха, с которым происходит сжигание газа от а = 1,2 до а = 1,6 и более. Вследствие того, что факел светящегося пламени имеет большую длину, сжигание газов при помощи диффузионных горелок применяется в различных печах, в которых требуется свечение пламени и поддержание равномерной температуры на значительной длине топки или каналов печи, и имеются большие объемы, позволяющие свободно развиваться пламени факела. В топках котлов вследствие большой отдачи тепла лучеиспусканием от факела пламени к поверхности нагрева котла, снижающей температуру горения, оно замедляется еще больше и переносится частично из топки в дымоходы котла, в результате чего становится неполным. Кроме того, повышается температура отходящих газов к. п. д. котла получается невысоким. На низкокалорийных, генераторных и доменных газах работа котлов но указанным выше причинам становится значительно хуже, чем иа твердом топливе, и применение этих газов допустимо в котлах лишь при сжигании их при помощи горелок несветящегося пламени и, в частности, беспламенным способом. При сжигании газов светящимся пламенем в топках котлов нельзя допускать касания факелом поверхности нагрева котлов, что немедленно приведет к охлаждению пламени, неполному сгоранию и образованию сажи, а в некоторых случаях — к пережогу труб котла. Похожие статьи: Навигация: Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум |
|
|
|
|
Информационный сайт о строительных материалах и технологиях. Контакты: Никита Королёв - © 2008-2014 |
© Все права защищены.
Копирование материалов невозможно. |
|