4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы сжигания природного газа

Стадии процесса горения. Методы сжигания газа

Процессы горения газа складываются из смесеобразования, подогрева газо-воздушной смеси до температуры воспламенения и стадии химической реакции горения.

τгор — общая продолжительность горения, секунды;

τсм, τподхим — продолжительность стадий смесеобразования, подогрева и химической реакции горения, секунды.

Время протекания химической реакции горения в факеле определяется по выражению:

Тт — теоретическая температура горения газа в °К,

Тсм — температура смеси перед фронтом пламени;

То — начальная температура смеси;

а — коэффициент температуропроводности пламени;

uн — нормальная скорость распределении пламени.

Время, необходимое для подогрева газо-воздушной смеси до температуры воспламенения:

Для полного завершения процесса горения газа или время пребывания элементарного объема газа в факеле горелки определяется по формуле:

где hфак – высота факела, м

wn — скорость выхода смеси из головки горелки

Высота факела элементарной трубчатой горелки

hфак = R

R — радиус горелки , м

Тогда время, необходимое для смешения газа с воздухом:

Если принять за единицу времени τхим, то

Так как подогрев и реакции горения протекают весьма быстро , то основным фактором, лимитирующим действительность процесса горения является время, затрачиваемое на перемешивания газа и воздуха. от быстроты и качества перемешивания в горелки зависит скорость и полнота сгорания газа , длина и температура пламени. В зависимости от места и способа смесеобразования разделяются на диффузионный, кинетический и смешанный.

Все это – факельное сжигание. Существует понятие беспламенного сжигания. Это сжигание хорошо подготовленной и смешанной горючей смеси в порах или каналах раскаленного огнеупорного насадка, установленного на выходе из горелки (пламя есть – внутри, его невидно).

В зависимости от места и способа смесеобразования методы сжигания газа подразделяются на:

При дифф. методе к месту горения из горелки поступает только газ, а весь небх-мый для горения в-х поступает из внешней среды за счет турбулентной диффузии. Для этого метода характ-ны светимость и значит-ная длина пламени.

«+»:1.Выс.устойчивость пламени в широком диапазоне изменения тепловых нагрузок

2.Невозможность проскока пламени.

3.Равном-ная т-ра по длине пламени

«- »:1.Низкая интенс-сть горения.

2.неизбежность термического распада углевод-дов.

3.Необх-сть больших топочных объемов.

При кинетич. методе к месту горения подается заранее приготовленная смесь газа с в-хом. смесь сгорает быстро в прозрачном факеле без видимого образования продуктов термического распада углеводородов.

2.Малая вероят-ть хим.недожога.

3.Небольшая длина пламени

«- »:1.Необх-сть стабилизации пламени.

При смеш. методе часть в-ха в виде первичного подмешивается к газу за счет инжекции в самой горелке, а остальной в-х в кач-ве вторичного диффундирует в зонугорения из окруж среды. Факел получ. более коротким и менее светящимся, чем при дифф.методе.

Все три метода факельное сжигание.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Методы сжигания газа

В зависимости от метода сжигания газа и типа газовой горелки газовое пламя имеет различное строение. [c.283]

При кинетическом методе сжигания газа в промышленных топках, работающих при высоких температурах, интенсивность сгорания газа зависит от скорости его смешения с воздухом и скорости подачи подготовленных смесей в топку. Особенно велика скорость сгорания газа в туннельных топках из тугоплавкой керамики, в печах сажевых производств. [c.208]

Хотя в целом вопросу выбора метода сжигания газа в котельных топках посвящено много эксперименталь- [c.27]

В большинстве своем эти параметры связаны между собой, причем эта взаимосвязь и роль, которую играет каждый из них, может быть различной в зависимости от метода сжигания газа. [c.47]

Из табл. 1 и 2 видно, что снижения потерь тепла с уходящими газами можно добиться, уменьшая коэффициент избытка воздуха или температуру уходящих газов, или обе эти величины. Нижним пределом возможного снижения коэффициента избытка воздуха следует считать такую его величину, дальнейшее уменьшение которой при данном методе сжигания газа приводит к появлению химической неполноты сгорания газа q . Практически оптимальной величиной коэффициента избытка воздуха в топке отопительного или отопительно-промышленного котла является 1,05-Ь 1,1, за котлом — к [c.12]

При переоборудовании жаротрубных котлов для сжигания газового топлива обмуровка газоходов пе изменяется. Закрепленная на жаровой трубе фронтовая плита с топочной гарнитурой для сжигания твердого топлива демонтируется. Из жаровой трубы убираются колосниковая решетка и расположенный за ней кирпичный порог. На освободившемся месте организуется топка, конструкция которой зависит от принятых методов сжигания газа. Кроме чисто жаротрубных в котельных используются различные конструкции комбинированных котлов, имеющих топку в жаровой трубе, за которой размещаются дымогарные трубы. [c.148]

Читать еще:  Отопление дома водородом с помощью нно генератора

Современные методы сжигания газа в различных аппаратах позволяют осуществить полное теплоснабжение ряда цехов (иногда целого завода) без применения пара, используя природный газ на все технологические и отопительные нужды. Такое решение весьма заманчиво, так как может значительно удешевить и упростить тепловые коммуникации цеха, сведя их к единой системе газопроводов. [c.311]

Методы сжигания газа целесообразно разделить на три основные характерные группы, между которыми не всегда можно провести строго очерченную границу. [c.145]

Таким образом, во второй группе методов сжигания газа одновременно с горением происходит окончание процесса молекулярного смешения газа с воздухом, находящимся в окружающей горелку атмосфере. Отсюда и широко применяемое название этих горелок — атмосферные. [c.148]

Таким образом, в настоящее время уже накапливается опыт промышленных методов сжигания газа в кипящем слое. Залогом дальнейшего совершенствования этих методов является создание теории горения газа в кипящем слое и прежде всего определение аналитической зависимости для эпюры распределения температуры в слое (что определяет как стойкость самих горелок, так и устойчивость от слипания всего слоя) в зависимости от калорийности газа, характера смесеобразования, выходных скоростей, фракции и удельного веса частиц, числа псевдоожижения и температуры слоя. Выявление этой зависимости позволит выбрать для конкретного технологического процесса оптимальный режим сжигания газа и рациональную конструкцию горелок для обеспечения этого режима. [c.15]

Но прямое получение железа — наиболее сложный из всех высокотемпературных эндотермических процессов черной металлургии. Поэтому мы считаем, что его промышленное освоение следует развивать по пути максимального использования опыта освоения более простых процессов в кипящем слое (обжиг известняка, магнетизирующий обжиг и др.). Такая методика освоения процесса позволит избежать необходимости решения общих вопросов конструктивного оформления многозонных аппаратов (методы сжигания газов, конструкции подин и перетоков и т. д.). [c.418]

Бурное развитие газовой промышленности в последние годы, расширение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, организация производства нового газового оборудования, разработка более прогрессивных методов сжигания газа и передачи теплоты, широкое внедрение средств автоматики регулирования и безопасности, рост квалификации работников газового хозяйства вызвали, естественно, повышение требовательности к качеству газовой технической литературы. Учитывая чрезвычайное разнообразие и многочисленность потребителей газа, особую актуальность приобретает проведение единой технической политики, соответствующей современному уровню науки и техники. [c.4]

В настоящее время разрабатываются и начинают внедряться, особенно на крупных энергетических установках, такие методы сжигания газа, которые позволяют, не снижая эффективности, резко уменьшить содержание вредных веществ в продуктах горения. Наибольший эф Смотреть страницы где упоминается термин Методы сжигания газа: [c.293] [c.62] [c.466] [c.258] [c.286] [c.30] Смотреть главы в:

Принципы сжигания газа. Основные режимы распространения пламени. Методы сжигания газа. Газовые горелки. Классификация. Основные параметры, характеристики. Область применения.

Процесс горения газа состоит из трех последовательно протекающих стадий. Первая стадия представляет собой процесс смесеобразования, в результате которого обеспечивается физический контакт между топливом и окислителем. Вторая стадия — это подогрев смеси до температуры воспламенения. Третья стадия — химическая, в этой стадии протекают реакции горения газа. При сжигании заранее приготовленной газовоздушной смеси суммарная скорость процесса будет определяться скоростью подогрева и горения смеси. В этом случае стадия смесеобразования исключена и горение протекает по кинетическому принципу.

Приготовленная смесь должна иметь однородный состав с некоторым избытком воздуха ( >1). Таким образом, процесс кинетического горения определяется свойствами горючей смеси: энергией активации, концентрацией реагирующих веществ, коэффициентами теплопроводности и температуропроводности, т. е. физическими и кинетическими свойствами газовоздушной смеси. При горении в ламинарном потоке эти свойства полностью определяют интенсивность процесса. При горении в турбулентном потоке на суммарной скорости процесса начинают сказываться турбулентные его характеристики, причем тем в большей степени, чем сильнее турбулизация потока.

Кинетический процесс горения характеризуется малой устойчивостью, поэтому при сжигании газа таким способом необходимо применять приемы искусственной стабилизации фронта воспламенения. Если газ и воздух предварительно не перемешивают, а подают в горелку раздельно, смесеобразование протекает одновременно с горением и скорость процесса горения в целом определяется скоростью течения физической стадии, т. е. скоростью смесеобразования, ибо в этом случае «узким» местом процесса будет возникновение контакта между газом и воздухом. Такую область горения называют диффузионной, так как необходимый для процесса горения контакт между газом и воздухом осуществляется за счет молекулярной или турбулентной диффузии.

Читать еще:  PESTанализ предприятия ОАО Газпром

При сжигании газа по диффузионному принципу процесс смесеобразования совмещается с процессом горения в единую поточную систему. Как только достигается контакт между газом, и воздухом и образуется горючая смесь необходимого состава, сразу же начинается процесс горения. Так как при высоких температурах, господствующих в топочном пространстве, скорость химических реакций несоизмеримо больше скорости процесса смесеобразования, то суммарная скорость процесса в целом определяется скоростью образования горючей смеси. Таким образом, скорость диффузионного горения определяется аэродинамическими, диффузионными факторами и практически не зависит от физических и кинетических свойств смеси.

Одним из достоинств диффузионного метода сжигания газа является возможность регулирования процесса в широком диапазоне, ибо процесс горения определяется характером и интенсивностью смесеобразования. Процессом же смесеобразования довольно легко управлять путем изменения конструкции газогорелочной системы или введением в нее регулировочных элементов. В результате этого можно значительно сокращать размеры факела или, наоборот, предельно его вытягивать.

Для повышения интенсивности процесса диффузионного горения и получения короткого и компактного факела необходимо максимально интенсифицировать процесс смесеобразования. Этого достигают следующими способами: дроблением потоков газа и воздуха, закручиванием потока воздуха, направлением струи газа под углом к потоку воздуха, выбором оптимальных скоростей газа и воздуха, искусственной турбулизацией потоков. Используя указанные методы, повышающие интенсивность смесеобразования, можно получать факелы различных размеров и характеристик. С повышением интенсивности смесеобразования факел по своим характеристикам будет приближаться к кинетическому. Диффузионный процесс горения характеризуется большей устойчивостью, чем кинетический. Однако при больших форсировках применяют искусственные приемы стабилизации фронта воспламенения. .

Находит применение и смешанный принцип сжигания газа, когда горелка обеспечивает предварительное смешение газа только с частью необходимого воздуха, а остальной воздух поступает непосредственно к факелу. В этом случае кинетически выгорает только часть газа, смешанная с первичным воздухом. Оставшаяся часть газа, разбавленная продуктами горения, выгорает за счет кислорода вторичного воздуха, т. е. по диффузионному принципу. В частности, такой метод сжигания используется в атмосферных горелках. Факельное горение можно легко регулировать изменением коэффициента первичного воздуха. Так, уменьшая коэффициент первичного воздуха до нуля, можно перейти к чисто диффузионному горению, а увеличивая его до единицы, можно обеспечить сжигание газа по кинетическому принципу.

Все стадии процесса горения (смесеобразование, подогрев и горение) осуществляются в газовой горелке и в камере горения. Основные функции газовой горелки сводятся к подаче газа и воздуха в топку, смесеобразованию, стабилизации фронта воспламенения, обеспечению требуемой интенсивности процесса горения газа и минимальных концентраций токсичных газов в продуктах горения.

Для смешения газа с воздухом горелка имеет смесительное устройство. Если горение осуществляется по кинетическому принципу, то смеситель представляет собой самостоятельный элемент, в котором приготовляется однородная газовоздушная смесь. При сжигании газа диффузионным методом смесительное устройство создает только необходимые условия для протекания процесса смесеобразования с требуемой интенсивностью. Сам же процесс смешения полностью происходит в топочной камере или частично начинается на выходе из горелки и заканчивается в топке.

Другим элементом горелки является головка. Она обеспечивает выход газовоздушного потока в топочную камеру или воздушное пространство. Основное назначение головки — стабилизировать фронт воспламенения уже готовой или только что образовавшейся горючей смеси у устья горелки и предотвратить проскок и отрыв пламени.

Третий элемент горелки — огневая часть — представляет собой амбразуру или туннель, где частично или полностью протекает процесс горения. Огневая часть горелки одновременно служит и составной частью гопочной камеры. Огневое устройство горелки создает устойчивый очаг зажигания и стабилизирует процесс горения, предотвращая отрыв пламени. Горелка может не иметь огневого устройства, в этом случае устойчивость факела полностью обеспечивается головкой, а сам факел располагается непосредственно в топке или в открытом пространстве. Строгого разграничения функций между отдельными элементами горелки, а также между горелкой и топкой провести нельзя, так как ряд операций выполняется совместно горелкой и топкой.

Основным свойством горелки является осуществляемый ею метод сжигания газа, который в значительной степени зависит от степени подготовленности горючей смеси, выходящей из головки горелки. Именно этот признак следует рассматривать как основной и использовать для классификации горелок.

По способу подачи воздуха горелки подразделяются на:

1) эжекционные, в которых воздух засасывается энергией газовой струи (эжектирование воздухом газа применяют весьма редко);

2)бездутьевые, у которых воздух поступает в топку вследствиеразрежения;

3)дутьевые с подачей воздуха в топку с помощью вентилятора.

Эжекционные горелки иногда называют инжекционными. Основное назначение эжектора горелки состоит в засасывании необходимого количества воздуха из атмосферы. Это количество должно находиться в определенном соотношении с расходом газа, так как соотношение газа и воздуха в смеси зависит от осуществляемого метода сжигания газа.

Читать еще:  Маркировка цепей для бензопил

По давлению газа горелки подразделяются на горелки низкого давления (до 5 кПа) и горелки среднего давления (5—300 кПа). Горелки с более высоким давлением широкого применения не имеют.

Кинетический метод сжигания газа

Кинет. методе сжигания характеризуется тем, что к месту горения подается полностью подготовленная внутри горелки газовоздушная смесь, сгорая в коротком факеле голубым прозрачным конусом. Таким образом, сгорание топлива осуществляется на поверхности этого конуса, который и называется фронт кинетического горения.

1. 28.Смешанный метод сжигания газа

В зависимости от способа образования газовоздушной смеси существуют 3 метода сжигания газа:

— диффузионный- смешанный- кинетический.

При диффузионном методе газ к фронту горения поступает под давлением, а воздух за счет диффузии из окружающего пространства.

При кинетическом методе к фронту горения поступает газовоздушная смесь, подготовленная внутри горелки.

Смешанный (диффузно-кинетический) метод обеспечивается предварительным смешиванием газа только с частью воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Остальной воздух поступает из окружающей среды, непосредственно к факелу.
Сначала выгорает часть газа, смешанного с первичным воздухом, а остальная часть, разбавленная продуктами горения, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха.. В результате факел получается менее коротким и менее светящимся. В горелках, имеющих неполное предварительное смешение воздух продвигается в полном объеме, из горелки выходит плохо перемешанная неоднородная газовоздушная смесь, а воздух к диффузионному фронту горения поступает из внутренней части факела.

2.

3. 29.Классификация газовых горелок

Газ.горелка – устр-во, обеспечивающие сжигание газообразного топлива и регулирование процесса горения.

Назначение газовых горелок:

-подача газа и воздуха к фронту горения газа -смесеобразование

-стабилизация фронта воспламенения

-обеспечение требуемой интенсивности горения газа

По способу смешивания газа с воздухом горелки делят на 4 группы:

1.диффузионные горелки – без предварительного смешения газа с воздухом

2.кинетические – с полным предварительным смешением газа с воздухом

3.горелки с неполным предварительным смешением газа с воздухом

4горелки с частичным предварительным смешением газа с воздухом.

По способу подачи воздуха горелки могут быть:

1) Диффузионные. Весь воздух поступает к факелу из окруж. пространства. Газ подаётся в горелку без первичного воздуха и, выходя из коллектора, смешивается с воздухом за его пределами.

Самая простая по конструкции горелка, обычно труба с насверленными в один или два ряда отверстиями.

Достоинства: простота конструкции, надежность работы (невозможен проскок пламени), бесшумность, хорошее регулирование.

Недостатки: малая мощность, неэкономична, высокое пламя.

2) Инжекционные горелки:

а) низкого давления или атмосферная (относятся к горелкам с частичным предварительным смешением). Струя газа выходит из сопла с большой скоростью и за счёт своей энергии захватывает в конфузор воздух, увлекая его внутрь горелки. Смешение газа с воздухом происходит в смесителе, состоящем из горловины, диффузора и огневого насадка.

Горелки ограниченно применяются на оборудовании большой производительности (более 100 кВт). Связано с тем, что коллектор горелки располагается непосредственно в топке. При работе нагревается до высоких температур и быстро выходит из строя. Имеют высокий коэффициент избытка воздуха, что приводит к неэкономичному сжиганию газа.

б) среднего давления.

Достоинства: простота конструкции, устойчивая работа при изменении нагрузки, отсутствие подачи воздуха под давлением (нет вентилятора, электродвигателя, воздухопроводов), возможность саморегулирования (поддержания постоянного соотношения газ-воздух).

Недостатки: большие габариты горелок по длине, особенно горелок увеличенной производительности, высокий уровень шума.

3) Горелки с принудительной подачей воздуха (дутьевые). Образование газовоздушной смеси начинается в горелке и завершается в топке. Воздух подаётся с помощью вентилятора. Подача газа и воздуха осуществляется по отдельным трубам. Работают на газе низкого и среднего давления. Для лучшего перемешивания поток газа направляют через отверстия под углом к потоку воздуха.

Для улучшения смешения потоку воздуха сообщают вращательное движение, используя завихрители с постоянным или регулируемым углом установки лопаток.

Горелки, предназначенные для сжигания нескольких видов топлива, называются комбинированными.

Достоинства: большая тепловая мощность, широкий диапазон рабочего регулирования, возможность регулирования коэффициента избытка воздуха, возможность предварительного подогрева газа и воздуха.

Недостатки: достаточная сложность конструкции; возможен отрыв и проскок пламени, в связи с чем возникает необходимость применения стабилизаторов горения (керамический туннель, пилотный факел и т. д.).

К отдельной категории необходимо отнести модулируемое оборудование. Интересной особенностью такой горелки является ее способность автоматически подстраиваться под потребности дома и менять свою мощность и интенсивность горения в зависимости от температуры на улице и в доме. Таким образом, удается достичь большой экономии денежных средств.

Дата добавления: 2018-02-18 ; просмотров: 455 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector