Структура факела горения топлива.

 

При повышении температуры воздуха увеличивается температура факела, повышается скорость горения и сокращаются размеры факела. Размеры факела уменьшаются и при увеличении (до известного предела) количества воздуха, поступающего в топку, так как избыток воздуха ускоряет процесс горения топлива.

При температуре от 0 до 1800⁰С основная доля излучения приходится на инфрокрасную область спектра, не видимую глазом.

При 2000⁰С излучение в видимой области существенно увеличивается. Основной источник излучения в газовом, мазутном факелах являются молекулы, когда их атомы переходят из колебательного движения с большей энергией в движение с меньшей. При этом возникает инфрокрасное излучение. Трёхатомные газы создают ряд полос в инфрокрасной области спектра.

Частицы сажи образуют сплошной спектр в видимой и инфрокрасной области спектра. Светимость факела (излучение в видимой области спектра) связана с излучением частиц сажи.

При идеальном смешении газа с воздухом факел может быть несветящимся. Оптимальным является содержание в дымовых газах 50 – 250 ррм СО и 2 -3% кислорода. Чтобы предотвратить образование сажи, необходимо подвести к пламени достаточное количество кислорода.

Подача пара предотвращает образование сажи, что обусловлено более равномерным перемешиванием горючих газов с воздухом, а также образованием окиси углерода и водорода из сажи и водяного пара:

С + Н₂О = СО + Н₂

При сгорании окиси углерода и водорода образуется почти бесцветное пламя (бледно – голубое).

Форсунки, горелки.

Для сжигания жидкого топливаслужат форсунки, для сжигания газового топлива – горелки. Существуют форсунки с паровым, воздушным или механическим распылением. Производительность газожидкостных форсунок составляет 70 – 200 м³/ч по жидкому топливу и 50 – 200 м³/ч по газу.

 

Комбинированная газонефтяная форсунка длительный период времени эксплуатируется на технологических печах. Их конструкция имеет вид:

 

1– внутренняя трубка; 2 – камера; 3 – отверстие для прохода топлива; 4 – игольчатый клапан; 5 – кольцевой коллектор; 6 – выходные отверстия; 7 – жиклёр; I – пар; II – мазут; III – газ;

Данная конструкция недостаточно эффективна и созданы более совершенные конструкции форсунок. Применение в качестве топлива природного газа позволило существенно повысить КПД печей и применить эффективные горелки.

Горелка ГДК-2,5.

Назначение горелки. Горелка предназначена для сжигания газообразного и жидкого топлива, как раздельно, так и совместно, в любых соотношениях с распыливанием жидкого топлива водяным паром и принудительной подачей холодного или горячего воздуха на горение от вентилятора в трубчатых печах нефтеперерабатывающей, нефтехимической и газовой промышленностей. Одновременно имеется возможность подачи дополнительного воздуха из атмосферы за счет разрежения в топочном пространстве. Для этого в конструкции горелки предусмотрен регулятор инжекционного воздуха в виде подвижной обечайки.

Характеристики горелки:

Номинальная тепловая мощность, МВт (Гкал/ч) - 2,5 (2,2)

Номинальный расход при раздельном сжигании топлива: - мазута (Qн =9800ккал/кг), г/ч - 225,0 - пара (при t=220°С), кг/ч - 34,0 - газа (Qн =8550 ккал/м³), м³/ч - 257,0 - воздуха (t=20°C), м³/ч - 2685,0.

 

Жидкое топливо подвергается предварительному распылению с помощью форсунки, являющейся элементом горелки. По способам распыления различают форсунки с механическим, паровым, воздушным распылением жидкого топлива.

Газовые горелки бывают кинетические (газ с воздухом смешиваются до выхода из горелки); Диффузионные - внешнего смешения.

Инжекционные горелки их недостаток плохая работа с меняющимся составом заводских газов.

 

Пуск горелки следует начинать с розжига пилотной горелки, которая при работе основной горелки, как на жидком, так и на газообразном топливе, остается включенной. После 10÷15 минут работы пилотной горелки можно начинать производить пуск основной горелки. При совместном сжигании газа и мазута, первоначально основная горелка включается на газовом топливе.

 

 

В настоящее время разработаны плоскопламенные горелки АГГ (акустическая газовая горелка). Применён акустический резонатор, который создаёт вихревой эффект смешения газа с воздухом. Тепловая мощность АГГ до 3000квт. коэффициент избытка воздуха 1,05.