ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характерные особенности процесса из "Сжигание природного газа" В первые периоды использования газа в качестве топлива и долгое время спустя единственным применявшимся в промышленности методом сжигания его был факельный метод. Он очень прост и, несмотря на недостатки, широко применяется в настоящее время. [c.70] Характерной особенностью факельного метода сжигания является раздельная подача газа и воздуха в объем, где протекает сгорание. При этом сгорание происходит по мере молекулярного перемешивания газа с кислородом воздуха. Объем, в котором происходит сгорание топлива (газа), называют камерой сжигания или топочным объемом. Камера сгорания, помимо своего прямого назначения, служит одновременно и смесительным устройством. Перемешивание газа с воздухом, происходит вследствие взаимного проникновения (диффузии) одной среды, в другую. В завионмости от характера движения потоков газа и воздуха перемешив ание их может осушествляться либо отдельными молекулами, либо порциями молекул с последующим дроблением на более мелкие порции и даже отдельные молекулы. Отдельные порции (группы молекул) принято называть молями. [c.70] Различают перемешивание двух видов. Первый происходит в результате молекулярной диффузии, второй — вследствие молярной диффузии, которая включает в себя и молекулярную как конечную стадию. Перемешивание в результате молекулярной диффузии наблюдается при ламинарном режиме течения смешивающихся потоков. Перемешивание турбулентной диффузией происходит при турбулентном режиме течения потоков. Соответственно этому образуются два резко отличающихся режима диффузионного горения ламинарный и турбулентный и два внешне очень различных вида диффузионных факелов ламинарный и турбулентный. [c.70] Процесс перемешивания протекает значительно медленнее процесса горения (особенно при перемешивании вследствие молекулярной диффузии), поэтому скорость и полнота сгорания определяются скоростью и полнотой перемешивания газа с воздухом. При медленном перемешивании газа с воздухом для завершения полного перемешивания и сгорания газа требуются большие объемы. Это приводит к тому, что видимые тепловые напряжения топочных камер получаются малыми. [c.70] Усиленный подвод кислорода, необходимого для горения, может быть достигнут увеличением средних избытков воздуха, однако такой путь рекомендовать нельзя, так как с увеличением расхода воздуха снижается температура горения и сам процесс горения ухудшается. [c.70] Кроме того, большой расход воздуха недопустим по технологическим условиям работы топливоиспользующих агрегатов, а также вследствие требований экономичности их работы. [c.71] Второй путь для улучшения перемешивания заключается в увеличении турбулизации смешивающихся потоков и в разделении их на мелкие чередующиеся слои газа и воздуха той или иной формы. Таким способом удается улучшить перемешивание, уменьшить размеры факела и повысить тепловые напряжения камер сжигания. Однако ограниченное давление газа и воздуха, а также конструктивные и эксплуатационные затруднения не позволяют идти далеко по этому пути. [c.71] Попытки увеличить установленные практикой тепловые напряжения, т. е. уменьшить объем камер горения, приводят к появлению значительного химического недожога и к снижению экономичности работы топочного устройства. [c.71] Поверхность ограждений топочных камер велика и обычно значительная доля их представляет собой холодные тепловоспринимающие поверхности (трубы паровых котлов, нагреваемые изделия и т. д.), вследствие чего значительная доля тепла, выделенного в топках, передается этим поверхностям и температура горения значительно снижается. Кроме того, часть тепла тратится на нагревание воздуха, подсасываемого в топки вследствие поддерживаемого в них разрежения через большое количество неплотностей (трещины в кладке, лючки, гляделки и т. д.). Этот воздух в горении почти не участвует и еще больше понижает температуру горения. [c.71] Таким образом, недостатки факельного метода сжигания газа заключаются в том, что значительная часть камер горения используется для перемешивания газа с воздухом, не удается достичь хорошего перемешивания и сам процесс горения протекает при относительно низких температурах. Вследствие этого, как правило, горение получается недостаточно полным и требуются большие камеры горения. [c.71] Когда к организации горения не предъявляется специальных требований и необходимо обеспечить только интенсивное и экономичное сжигание топлива, факельный метод не может быть рекомендован. [c.71] В промышленной практике имеются многочисленные случаи, когда к организации сжигания топлива предъявляются и другие требования, которые иногда оказываются более существенными, чем обеспечение высокой экономичности и интенсивности. [c.71] Примерами могут служить разнообразные конструкции нагревательных, плавильных и других печей, в которых необходимо в первую очередь обеспечить заданное распределение температур и теплоотдачи в рабочем объеме или заданный состав продуктов сгорания в зоне нагреваемых Материалов. Для решения таких задач иногда предпочтительным н единственно возможным является метод факельного сжигания газообразного топлива. [c.71] Несмотря на развитие и широкое распространение в последнее время высокоэффективного метода беспламенного сжигания газа, метод факельного сжигания газа имеет еще очень большое значение в промышленности и также требует развития и совершенствования. [c.71] Горение газообразного топлива, когда процессы собственно горения и подготовительные процессы образования горючей смеси совмещены и взаимодействуют, является сложным физико-химическим процессом, эксперименталыное и теоретическое исследование которого весьма затруднительно. [c.71] Чтобы разобраться хотя бы приблизительно в сложном процессе факельного горения, для начала рассматриваются самые простейшие примеры его и отдельные составляющие этого процесса в отвлеченных условиях. На результатах такого анализа нельзя строить выводы о количественных закономерностях, однако схематизация и упрощения оправдываются, так как они позволяют выяснить качественную сторону процесса и определить характер влияния некоторых факторов. [c.72] Вернуться к основной статье