ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Опыт стабилизации факелов промышленных газовых горелок из "Топливо Кн1" Существенное влияние на надежность работы многофакельных горелок, особенно частичного предварительного смешения, оказывает расстояние между отверстиями, при котором происходит надежное зажигание факелов друг от друга. В то же время уменьшение расстояния между отверстиями может привести к слиянию факелов, что затруднит подвод вторичного воздуха к ним. Следовательно, расстояние между газовыходными отверстиями в горелке следует выбирать так, чтобы, с одной стороны, было обеспечено надежное зажигание факелов друг от друга, а с другой — отсутствовало слияние факелов. [c.498] В табл. 6.5 для горелок низкого давления приведены максимальные и минимальные расстояния между отверстиями, при которых обеспечивается надежное зажигание факелов и отсутствует их слияние для сланцевого газа (0 = 14,235 МДж/м ), природного газа = 35,6 МДж/м ) и их смесей (д = 25,612 и 31,40 МДж/м ). [c.498] Устойчивость пламени в большинстве промышленных горелок достигается применением специальных стабилизаторов, которые имеют различное конструкгивное исполнение. Предотвращение проскока пламени достигается увеличением скорости выхода газовоздушной смеси из насадка горелки и отводом тепла от него. Конструктивно это решается сужением насадка на выходе и установкой теплоотводящих пластин, ребер, решеток с большим числом мелких отверстий, а также воздушным и водяным охлаждением насадка. Для стабилизации пламени необходимо создать у устья горелки условия для надежного воспламенения газовоздушной смеси. Это достигается применением стабилизаторов и аэродинамическими методами. Наибольшее распространение в качестве стабилизаторов получили керамические туннели, зажигательные пояса, тела плохообтекаемой формы, а из аэродинамических методов — закручивание воздушного потока, создающее зоны рециркуляции продуктов сгорания около выходного сечения смесителя. [c.498] Под кратностью рециркуляции понимается отношение рециркуляционного расхода к расходу первичной смеси. Оптимальное значение кратности рециркуляции, обеспечивающее стабильность факела, зависит от многих факторов состава газа, способа его сжигания, конструкции топочного устройства и т.д. [c.498] Отрыв пламени в туннельных горелках происходит лишь тогда, когда к корню струи поступает теплоты меньше, чем требуется для ее зажигания. Это может иметь место при чрезмерно больших скоростях истечения смеси из горелки, когда она выходит за пределы устойчивости горения. [c.499] Керамический туннель является надежным стабилизатором горения, однако требует тщательного изготовления и периодического ремонта. Практика эксплуатации туннелей на предприятиях показывает, что они нуждаются в ремонте после 1,5-2 месяцев работы. Для ремонта туннеля необходима остановка агрегата на несколько дней. [c.499] Для ликвидации указанных выше недостатков керамических туннелей, устанавливаемых с инжекционными горелками среднего давления, Ленгипроинжпроект разработал кольцевые стабилизаторы к этим горелкам. Принцип работы кольцевых стабилизаторов заключается в следующем часть газовоздушной смеси в насадке горелки через отверстия малого диаметра попадает в кольцевой зазор между насадком и стабилизатором. Площадь поперечного сечения кольцевого зазора значительно больше суммарной площади отверстий. В результате газовоздушная смесь, попадая в кольцевой зазор, имеет малую скорость истечения и образует устойчиво горящее кольцо газа, поджигающее основной факел. Испытания инжекционных горелок с кольцевыми стабилизаторами показали, что при избыточном давлении природного газа до 147 кПа отрыва пламени от устья горелки не наступает. [c.499] В Мосгазпроекте бьша создана оригинальная конструкция пластинчатого стабилизатора (Ф. Ф. Казанцев) для инжекционных горелок среднего давления ИКГ. Конструкция совмещает в себе устройство, предотвращающее отрыв и проскок пламени. Стабилизатор представляет собой стальные пластины, собранные в пакет на двух стержнях. Между пластинами остаются щели в 1,5 мм, через которые проходит газовоздушная смесь. Пакет пластин вставляется в обойму, являющуюся насадком горелки, и закрепляется третьим стержнем. Наличие узких щелей, стенки которых интенсивно охлаждаются потоком газовоздушной смеси, не допускает проскока пламени внутрь горелки. С другой стороны, расположенные поперек потока скрепляющие стержни вызывают образование за ними вихревых токов горячих продуктов сгорания, обеспечивающих надежное поджигание исходной газовоздушной смеси. [c.499] Стабилизация с помощью аэродинамических методов, например, методом встречных струй, позволяет в широком диапазоне регулировать процесс горения, т.е. управлять факелом. Это связано с существенным отличием струиуры течения по сравнению с обтеканием тел плохообтекаемой формы. Проведенными исследованиями было установлено, что для плохообтекаемых тел размеры зоны циркуляции не зависят от скорости набегающего потока. В то же время увеличение скорости встречной струи позволяет сильно изменять зоны щфкуляции и тем самым количество возвращаемых к корню факела высокотемпературных продуктов сгорания. [c.500] Для предотвращения проскока пламени часто насадок горелки охлаждается водой, воздухом или газом. При охлаждении уменьшается скорость распространения пламени в газовоздушной смеси и тем самым уменьшается вероятность проскока пламени в смесительную часть горелки. Имеются и другие способы стабилизации факела, но они применяются только в специальных газогорелочных устройствах. [c.500] Для определения границ стабильного горения проведены теоретические и экспериментальные исследования рядом отечественных и зарубежных авторов. [c.500] Исследования В. А. Спейшера, проведенные на туннельной горелке предварительного смешения, были направлены на определение стабилизирующей способности туннеля [6.17]. Первая серия опытов, проведенная при = 2,5, показала, что область устойчивых режимов довольно широка так, при скорости 180 м/с возможна работа горелки с расходами воздуха от 0,8 до 1,3. Вторая серия опытов проводилась при неизменном диаметре насадка и разных диаметрах туннеля DJd= 1,5 2,5 и 3,9. При уменьшении диаметра туннеля диапазон устойчивой работы горелки резко снижается, а при увеличении — несколько расширяется. В этих же исследованиях показано, что разбавление горючего газа инертным снижает устойчивость зажигания в туннеле, а подофев газовоздушной смеси увеличивает диапазон устойчивой работы. Так, например, повышение температуры метановоздушной смеси от 20 до 400 °С позволяет иметь устойчивое горение в туннеле при скоростях до 100 м/с и коэффициенте расхода воздуха а = 2,4. Холодная же смесь этого состава может устойчиво гореть только с а не более 1,4. [c.500] В работе Т. И. Алексеевой и Л. М. Новикова бьши проведены исследования влияния степени стеснения потока в туннеле на срыв пламени в широком диапазоне изменения конструктивных парамефов. Отношение диамефа туннеля к диаметру выходного насадка горелки в опытах изменялось от 1,36 до 9,1. [c.500] На рис. 6.12, а представлена зависимость скорости, при которой наступает срыв пламени от величины DJd при а = 0,75. [c.501] При значении параметра JDyd 4,0 наблюдается максимум скорости срыва, а дальнейшее увеличение диаметра туннеля приводит к снижению устойчивости работы горелки. На основании полученных данных авторы высказывают предположение, что физику процесса стабилизации факела в туннелях нельзя отождествлять с процессом стабилизации телами плохообтекаемой формы. [c.501] В этих же исследованиях определялась необходимая длина туннеля ддя обеспечения устойчивого зажигания. Обычно длина туннеля выбирается так, чтобы обеспечить замыкание зоны рециркуляции в пределах туннеля и не допустить подсосов газов из окружающей среды. Исследовалась зависимость скорости отрыва пламени в туннеле от его длины при а = 1,0. Оказалось, что уменьшение длины туннеля от 2,5Л до 1,25В резко снижает пределы устойчивой работы горелки. В то же время увеличение длины туннеля более 3,0Л не имеет смысла, так как верхний предел устойчивой работы горелки почти не изменяется, а гидравличесше сопротивление при этом растет. [c.501] В соответствии с этими данными для скоростньге горелок с цилиндрическими туннелями, рассчтанными для работы со значительной неполнотой горения на выходе (254-40 %), рекомендуются следующие размеры туннелей B/d = 4,5 и = 3ч-3,5. [c.501] Для крутых горелок предварительного смешения общего назначения (инжекционных и дутьевых) Оу(1= 2,4+3,0 и = 2,4+2,7. [c.502] Для плоских щелевых горелок = 6+8 и ЫН-2,4+2, (ще Р— площадь сечения, индексы т — туннель, г — выходное сечение горелки, Я— высота туннеля). [c.502] Вернуться к основной статье