ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Совершенствование сжигания природного газа из "Топливо Кн2" Как уже отаечалось ранее, тепловая работа стекловаренных печей в значительной степени зависит от конструкции горелочного устройства. Разработка рациональной конструкции горелки представляет собой комплексную проблему, включающую вопросы совершенствования конструкции воздушного влета, а также газовых сопел. При отоплении печей природным газом представляется целесообразным увеличение скоростных характеристик факела путем ввода в него высокоскоростных струй компрессорного воздуха. В результате турбулизации факела и повышения его динамических характеристик обеспечивается значительное улучшение процесса перемешивания, а также настильности и жесткости газовых потоков. Все это приводит к интенсифика-Щ1И теплообмена в рабочем пространстве и, при постоянной производительности, — к снижению расхода топлива. Практика стекольного производства свидетельствует о том, что использование, компрессорного воздуха улучшает тепловую работу печей. [c.580] До недавнего времени основным способом ввода компрессорного воздуха в горелку являлась подача его по оси газовых сопел (рис. 11.67, а см. также рис. 6.13). [c.580] Промышленные испытания газовоздушной фурмы с центральной подачей интенсификатора показали, что при всех прочих равных условиях применение компрессорного воздуха позволяет снизить расход газа на 15-16 %. В опытах количество интенсификатора изменялось от 1 до 3 %, что составляет примерно 0,1-0,3 м м природного газа. Было установлено, что увеличение удельного расхода воздуха приводит к повышению тепловых потоков на ванну на 4,5 %. Скорость газа на выходе из горелки принималась равной 40-50 м/с, скорость компрессорного воздуха — 150-250 м/с. Одним из оригинальных моментов этих исследований являлось изучение влияния параметра фурмы, обозначенного на рис. 11.67, а буквенным символом на теплоотдачу факела. Анализ падающих тепловых потоков показал, что наибольший эффект использования компрессорного воздуха достигается хфи /4ф = 0. В то же время при = 180 мм и более применение компрессорного воздуха становится неэффективным. Дальнейшее повышение эффективности сжигания природного газа с использованием компрессорного воздуха может быть обеспечено путем увеличения удельного расхода и давления интенсификатора и совершенствования конструкции горелки. [c.580] Новый способ ввода компрессорного воздуха в газовые сопла был испытан на регенеративной стекловаренной ванной печи 2 Минераловодского стекольного завода. [c.581] Тепловая работа печи при использовании сопел старой и новой конструкции оценивалась по падающим тепловым потокам на ванну. Измерение тепловых потоков проводилось водоохлаждаемым односторонним термозондом конструкции ВНРШМТ в четырех сечениях по длине печи на относительном расстоянии от влета горелки (х/ ), равном соответственно 0,11 0,28 0,60 и 0,77, где х — текущая продольная координата факела, I — длина печи, 9,5 м. Шаг измерения по ширине печи 0,4 м. Измерение падающих тепловых потоков при использовании новой конструкции сопел осуществлялось при тепловой нагрузке печи, равной 5,92 МВт, подобранной исходя из заданного температурного уровня кладки рабочего пространства. При этом расход компрессорного воздуха был 0,5-0,6 м м природного газа. Диаметр газового сопла составлял = 25 мм. Ширина кольцевой щели 2,5 мм. [c.581] Результаты экспериментальных исследований (рис. 11.68) свидетельствуют о том, что и при меньшей тепловой нагрузке печи кольцевой ввод компрессорного воздуха в газовые сопла обеспечивает значительное увеличение плотности падающего теплового потока на ванну. [c.581] Причем это наблюдается как на работающей стороне печи, так и на отводящей. Анализ данных (рис. 11.68) показывает, что среднеинтегральная по всей поверхности ванны величина плотности теплового потока ( п) возрастает на 24 %. [c.581] Параллельно с экспериментальными исследованиями проводилась визуальная оценка факела. Наблюдения показывают, что при данной конструкции влета и нижнем подводе топлива происходит параллельное истечение струй воздуха и газа. В результате сгорание топлива происходит по всей длине рабочего пространства. Максимум падающего теплового потока смещается в вьфаботочную зону печи. Применение сопел большого диаметра ( / = 35 мм и = 45 мм) уменьшает жесткость факела и, как следствие, ухудшает его настильность. Одновременно вследствие плохого перемешивания топлива с воздухом происходит интенсивная самокарбюрация пламени, что снижает его температуру. Все это приводит к значительному увеличению расхода топлива. [c.582] Как показывает практика завода, применение сопел меньшего диаметра (25-30 мм) интенсифицирует процесс горения, однако при этом не обеспечивается требуемое распределение температуры по длине печи. [c.582] Проведенные исследования свидетельствуют о том, что при небольших диаметрах газовых сопел (25 мм) кольцевой ввод компрессорного воздуха позволяет обеспечить регулирование длины факела в широком диапазоне, а следовательно, и распределение температуры по длине печи. [c.582] Следует отметить, что новый способ ввода компрессорного воздуха в горелку не решает всех проблем, связанных с рациональным сжиганием природного газа в стекловаренных ванных печах. При кольцевом вводе компрессорный воздух является своеобразным холодным экраном между струями газа и воздухом, поступающим из регенератора. Поэтому увеличение расхода компрессорного воздуха, с одной стороны, улучшает настильность факела и повышает его дальнобойность однако, с другой стороны, приводит к снижению температуры в варочной зоне печи. Отмеченный недостаток в значительной степени устраняется при направлении регенераторного воздуха под угаом к поверхности ванны, причем, как было установлено ранее, оптимальный угол атаки воздушной струи составляет 20-23°. [c.582] Все элементы реформатора выполнены из шамотных цилиндрических блоков с толщиной стенки 125 мм. Корпус его изолирован слоем минеральной ваты и помещен в металлический кожух. Газ на реформирование подается через конические сопла, изготовленные из жаропрочной стали и установленные по оси реакционной камеры. Основная часть газа вводится в рабочее пространство посредством водоохлаждаемых горелок с кольцевым подводом компрессорного воздуха. [c.584] Реформаторами новой конструкции была оборудована первая (из трех) пара горелок стекловаренной ванной печи 4 Минераловодского стекольного завода. [c.584] Тепловая нагрузка печи до установки реформаторов составляла 13,1 МВт, в том числе первой пары горелок — 5,54 МВт. После включения реформаторов заданный температурный уровень процесса стекловарения обеспечивался при меньшей тепловой нагрузке печи, равной П МВт. В результате этого тепловая нагрузка первой пары горелок была снижена до 4,48 МВт. Соответственно приведенным значениям тепловой нагрузки печи удельный расход условного топлива уменьшился с 350 до 297 кг/т стекломассы. [c.584] Расчетная температура процесса разложения (1100 °С) достигалась при подаче в реформатор 25 % общего расхода газа на горелку. Контроль температурного режима в реформаторе осуществлялся по показаниям стационарной термопары ТПП, помещенной в корундовый чехол. [c.584] Угол атаки несветящегося факела составлял 6°, для светящегося факела —12°. Увеличение угла атаки факела в последнем случае обусловлено введением в топливные струи компрессорного воздуха в количестве 0,4-0,5 м м природного газа, подаваемого на горелку. [c.584] Рассмотрение особенностей распределения плотности падающего теплового потока по длине факела (см. рис. 11.71) показывает, что для несветящегося факела наблюдается постепенное увеличение теплоотдачи на первой по ходу газов половине ширины печи. Во второй половине происходит существенное снижение уровня падающих потоков, что хорошо согласуется с характером выгорания топлива при боковом вводе последнего в горелку. Светящийся факел характеризуется более равномерным распределением теплоотдачи по ширине бассейна, что объясняется значительным влиянием продольного переноса лучистой энергии. [c.585] В результате интенсификации теплообмена при светящемся факеле температура отходящих дымовых газов уменьшилась на 30 °С. Измерение температуры дыма велось стационарной термопарой ТХА, установленной над насадкой регенератора. [c.586] Результаты промышленной эксплуатащ1и печи свидетельствуют о том, что интенсификация теплообменных процессов в варочной зоне, достигаемая при повышении светимости факела и одновременном улучшении его аэродинамических характеристик и процесса горения сжатым воздухом, приводит к существенному улучшению показателей ее работы. Так, удельный расход топлива уменьшается на 15-20 %, выход годной продукции увеличивается на 1,66 %. [c.586] Вернуться к основной статье