ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.12.2021
Просмотров: 675
Скачиваний: 1
вторинного повітря:
1 - теплова установка;
2 - вентилятор вторинного дуття;
3 - рекуперативний теплообмінник (повітрепідігрівач).
Рис. 7. Схема двоступеневого використання теплоти газів шляхом підігріву вторинного повітря і холодної води:
1 - теплова установка; 2 - вентилятор подачі вторинного повітря;
3 - повітрепідігрівач; 4 - рекуперативний теплообмінник; 5 - бак;
6 - насос мережі гарячого водопостачання.
Розділ 8 ГАЗОВІ ПАЛЬНИКИ
8.1. Вимоги, що пред'являються до пальників для промислових печей
Газовий пальник - пристрій, що забезпечує подачу певної кількості горючого газу і окислювача (повітря і кисню), створення умов їх змішування, транспортування утвореної суміші до місця спалювання та згоряння газу.
Вимоги, що пред'являються до пальників:
• створення умов для повного згоряння газу з мінімальними надлишками повітря і виходом шкідливих речовин в продуктах згорання;
• наявність меж регулювання, не менших, ніж необхідна зміна теплової потужності агрегату;
• забезпечення необхідної теплопередачі і максимального використання теплоти газового палива;
• відсутність сильного шуму, рівень якого не повинен перевищувати 80 дБ;
• простота конструкції, зручність ремонту і безпека в експлуатації;
• можливість застосування автоматики регулювання і безпеки;
• відповідність сучасним вимогам промислового дизайну.
8.2. Вибір типу пальників до промислових печей
Вибір тиску газу в мережі газопостачання промпідприємства залежить від прийнятого тиску для газових пальників і від тиску газу в точці підключення підприємства до розподільного газопроводу.
Вибір типу і конструкції пальників для печей визначається рядом умов, а саме: Конструкцією, тепловим і температурним режимом печі, умовами спалювання газу і його властивостями, наявністю автоматичного регулювання процесу спалювання, необхідністю використання резервного палива та ін.
При виборі типу пальника можна керуватися наступними рекомендаціями, які повинні в кожному окремому випадку уточнюватися з урахуванням реальних умов:
1. Дифузійні пальники доцільно застосовувати в печах та інших теплових агрегатах, що мають камеру згоряння значної довжини і вимагають рівномірного нагріву і тривалого свічення факела.
2. Інжекційні пальника слід застосовувати в малих котлах, невеликих і середніх теплових агрегатах з відносно постійним тепловим режимом у робочому просторі.
3. Пальники з примусовою подачею повітря доцільно встановлювати в теплових агрегатах з різними тепловими навантаженнями, що працюють з постійним і змінним режимами на холодному і підігрітому повітрі.
4. Комбіновані пальники слід застосовувати в теплових агрегатах, що не допускають перерви у роботі, а також на буферних споживачах газу.
Якщо можна використовувати пальники при низькому і середньому тиску, потрібно віддавати перевагу пальникам середнього тиску, виняток становлять пальники невеликої продуктивності. Застосування пальників середнього тиску дає можливість зменшити діаметри газопроводів і габарити газопальникових пристроїв.
Однією з основних вимог, що пред'являються до пальників, є забезпечення достатніх меж регулювання по витраті газу. Розрізняють мінімальну, номінальну і максимальну теплову потужність пальника.
Тиск газу, відповідає зазначеним тепловим навантаженням, називається відповідно мінімальним, номінальним і максимальним.
Діапазоном стійкої роботи пальника (межею регулювання) називається відношення максимальної теплової потужності пальника до мінімальної:
Діапазону стійкої роботи пальника за тепловою потужностю (навантаженню) відповідає діапазон стійкої роботи за тиском в наступному співвідношенні:
Величина діапазону залежить від типу пальника і його конструкції, виду газоподібного палива, температури газу і повітря, коефіцієнта витрати повітря, а також від способу регулювання співвідношення газ - повітря. Практично діапазон стійкої роботи пальника визначається тиском газу, при якому відбуваються проскакування і відрив полум'я або інші порушення процесу горіння (згасання полум'я, збільшення недопалювання палива).
8.3. Загальні рекомендації з вибору типу пальників
для промислових печей
У великих нагрівальних печах (з великим об'ємом робочого простору) рекомендуються двохпровідні пальники,які дають розтягнутий факел і забезпечують рівномірний розподіл температури в об'ємі. У малих нагрівальних печах зазвичай використовують короткополум'яні пальники як інжекційні середнього тиску, так і двохпровідні різних типів.
У термічних печах можуть використовуватися пальники будь-яких типів, що забезпечують повне спалювання газу. Необхідно, однак, мати на увазі, що діапазон регулювання теплового навантаження термічних печей може досягти 1:10, а температура в робочому просторі може бути нижчою температури стійкого горіння природного газу, що сильно ускладнює організацію сталого спалювання палива. Для отримання рівномірного нагріву у деяких конструкціях печей газ спалюється за допомогою великої кількості пальників невеликої продуктивності, але при цьому ускладнюється обслуговування таких печей.
За наявності у печі рекуператора встановлення інжекційних пальників практично виключається, тому що, по-перше, опір рекуператора ускладнює нормальну роботу пальника, по-друге, при зупинці печі (при вимиканні пальника) повітря перестає проходити через рекуператор, який може прогоріти.
Підігрів
повітря до 400 ... 150
практично не впливає на вибір типу
пальника. Але необхідно враховувати,
що об'єм повітря при нагріванні
збільшується і при збереженні тиску
вагова
витрата повітря знижується, а отже,
знижується теплопродуктивність пальники.
При
температурах повітря понад 400
потрібно застосовувати пальники
спеціальних конструкцій з водоохолоджувальними
носиками або пальниковими плитами з
жароміцних сплавів. При подачі до печі
газу низького тиску (
<5000
Па) зазвичай використовують двохпровідні
пальника, при подачі газу середнього
тиску - як двохпровідні, так і інжекційні.
Застосування
двопровідних пальників призводить до
додаткових витрат електроенергії на
привід вентилятора (вартість тепла
збільшується на 10 ... 15%). Однак це збільшення
компенсується установкою рекуператора
з температурою підігріву повітря до
150 ... 250.
При установці великої кількості пальників невеликої продуктивності легше забезпечити рівномірний нагрів металу і уникнути нагріву окремих ділянок кладки і металу, але при цьому ускладнюються експлуатація та автоматизація печі, тому слід прагнути до встановлення меншої кількості пальників, але не на шкоду необхідної рівномірності нагріву.
В автоматизованих печах пальники об'єднуються в групи по зонах регулювання, зміна витрати газу та повітря здійснюється зазвичай для всієї групи, тому необхідно забезпечувати максимально можливу рівномірність розподілу витрат газу і повітря між окремими пальниками зони. Діапазон стійкої роботи двопровідних пальників, регульованих автоматично, значно скорочується. У цьому випадку повинні здійснюватися спеціальні заходи щодо забезпечення надійної та безпечної експлуатації автоматизованих печей.
Підбір газопальникових пристроїв проводиться за типовими альбомами або довідковою літературою.
Газ до всіх пальників великої продуктивності підводиться за допомогою коліна, забезпеченого оглядовим патрубком.
8.4. Пальники типу «труба в трубі» конструкції «Стальпроект»
Ці пальники призначені для встановлення на промислових печах різних конструкцій. Загальний вигляд пальників «труба в трубі» показано на рис. 8, а конструктивні розміри наведено в довідковій літературі або дод. V.
«Стальпроектом»
розроблені пальники типу «труба в трубі»
трьох серій: малої
теплової потужності - серія М, середньої
теплової потужності - серія C і великої
теплової потужності - серія Б. Кожна
серія має два виконання: для
газів з високою теплотою згоряння
=
10 ... 35
/
/ - виконання В; для газів з низькою
теплотою згоряння
=
3,5 ... 10
/
- виконання Н.
Конструкція
пальників дозволяє застосовувати газ
і (або) повітря, підігріті до 400.
Рекомендований максимальний тиск газу перед пальником 6 кПа, мінімальнмй, обумовлений можливістю роботи приладів автоматичного регулювання, - 0,1 кПа.
Пальники типу «труба в трубі» малої, середньої та великої теплової потужності розрізняються розмірами і конструктивним виконанням, а пальники для газів з високою і низькою теплотою згоряння - співвідношенням прохідних перерізів для повітря й газу. Номінальний їх розподіл є, однак, умовним, оскільки при певних співвідношеннях тисків і температур підігріву газу і повітря, теплоти згоряння газу і коефіцієнтів витрати повітря теплопродуктивність пальників серії С може виявитись више, ніж пальників серії Б, і, навпаки, для спалювання газу з низькою теплотою згорання може знадобитися пальник виконання В.
Співвідношення швидкостей газу wг і повітря wв у вихідних перерізах пальників рекомендується вибирати в межах 1: 2 ÷ 1: 4, швидкість витікання газу із сопла при цьому не повинна перевищувати 100 м / с.
Мінімальну
середню по вихідному перерізу
швидкість суміші Wсм
слід
приймати не менше 5 і не більше 40 м / с.
При вказаних параметрах потоків пальники
цього типу та інші аналогічні пальники
дозволяють
отримати при
=
1,0 ... 1,05 розтягнутий по довжині факел;
при
=
1,10 ... 1,15 факел коротшає
.
Головні
переваги пальників типу «труба в трубі»
- можливість отримання високих швидкостей
продуктів згоряння, використання
підігрітого повітря до 500
(і газу), а також широкі межі регулювання
потужності і малогабаритні
розміри.
8.5. Пальники ГНП конструкції «Теплопроект»
Пальники
типу ГНП (9 типорозмірів), розроблені
інститутом «Теплопроект» (рис. 9), широко
застосовуються в промислових печах і
сушарках.
Вони розраховані на спалювання природного
газу. Номінальний тиск газу - 2,4 кПа,
повітря - 1,6 кПа. У пальниках типу ГНП
використана подача в закручений лопатками
повітряний потік одного
центрального
газового струменя (сопло типу Б) або
декількох струменів під кутом 45 ° до
осі пальника (сопло типу А). У всьому
діапазоні робочих навантажень пальники
стійко працюють при
=
1,05. Пальник з соплом типу А дозволяє
організувати більш стійкий факел, ніж
пальник з соплом типу Б, однак відмінності
в довжині факела при використанні сопел
типів А і Б практично немає. Пальники
можуть працювати з повітрям, підігрітим
до 500.
Вони виконані з литих деталей і кріпляться
на печі за допомогою пальникових плит.
Технічні характеристики пальників ГНП
та номограми для їх підбору наведені в
дод. IV.
8.6. Плоскополум'яні пальники типу ДПП
Плоскополум'яні пальники типу ДПП, розроблені Інститутом газу України (рис.10), призначені для створення джерел рівномірного нагріву значних за величиною теплосприймаючих поверхонь. Для цих пальників характерний так званий розімкнутий факел, тобто факел, який розтікається тонким віялоподібним шаром уздовж стіни, в яку вмонтовано пальник. При цьому далекобійність (радіус) факела в площині, перпендикулярній до осі пальника (тобто уздовж стіни), перевершує у 5 ... 15 разів товщину шару горіння. Факел догорає у поверхні кладки, яка розжарюється і служить джерелом інтенсивного рівномірного нагріву випромінюванням. Розвиток факела біля поверхні кладки дозволяє забезпечити вирівнювання температурного поля і високу рівномірність розподілу теплових потоків в площинах, паралельних кладці, вже на відстані 200 ... 250 мм від неї. У пальниках типу ДПП розімкнутий факел створюється за рахунок інтенсивного закручування повітряного потоку за допомогою гвинтових завихрювачів.
Розроблена
та виготовляється серія з 7 типорозмірів
плоскополум'яних пальників ГПП
продуктивністю від 5 до 160/
для
природного газу. Номінальний тиск
повітря для цих пальників складає 3 кПа,
номінальний тиск газу перед пальником
- 3, 12 і 70 кПа. Плоскополум'яні пальники
забезпечують високу повноту згоряння
при невеликих (=
1,05) надлишках повітря. Вони надійні в
роботі і прості в обслуговуванні.
Технічні характеристики і номограми
для підбору пальників типу ДПП представлені
в довідковій літературі або в дод. VI.
