Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
109
струй имеются противоречивые мнения при оценке влияния скорости спутно-го потока воздуха на длину коаксиального факела. По некоторым данным, длина факела монотонно сокращается при увеличении скорости спутного потока воздуха, по другим — на длину факела в основном влияет соотношение импульсов потоков воздуха и газа:
m = —= i^—у. (4.152)
К РгК2
С ростом т от нуля до 0,4 течение определяется суперпозицией простых движений: струи газа в спутном потоке первичного воздуха и затопленной струи первичного в безграничном потоке вторичного воздуха. Максимальная длина факела получается при т = 1. Приведенные данные подтверждены многочисленными экспериментами.
В этой связи, исходя из положения, что процессом смешения можно управлять с помощью регулирования параметров только газового потока (диаметром и скоростью), возникает сомнение в необходимости подачи холодного первичного воздуха для сокращения длины факела. Поступление холодного воздуха уменьшает использование тепла продукта, возвращаемого с вторичным воздухом, и снижает эффективность процесса в целом. На практике известны примеры работы вращающихся печей на природном газе без подачи холодного воздуха. Только необходимость сжигания жидкого топлива (мазута) оправдывает в какой-то степени подачу холодного воздуха в небольших количествах (до 10 %).
Условия сжигания топлива в ограниченном пространстве должны учитывать диаметр печи, в которой происходит сжигание спутных потоков. При сжигании природного газа в кварцевых трубах экспериментально получена формула длины факела в зависимости от основных параметров:
W°’5d'-25
/ф=- г~ 0-• (4.153)
ф D°’ (2,8 + 1,8ав1)
где Wr — скорость газа или газовоздушной смеси, м/с; D — внутренний диаметр трубы, см; dQ — диаметр газового сопла, мм; ав — коэффициент расхода воздуха в смеси; / — длина факела, м.
Переходя к одинаковой размерности и считая коэффициент расхода первичной смеси а41 = 0 (диффузионное сжигание газа), имеем длину факела
/ф = 3,6^’Х'-25?/-95. (4.154)
Формула (4.154) может быть использована только для качественной оценки влияния отдельных параметров на длину факела в цилиндрических каналах.
110
Диаметр цилиндра (печи) оказывает воздействие только в определенных соотношениях параметров Dr и d(j. Это воздействие может ограничиваться отношением Dja0 < 17-20. При последующем увеличении диаметра трубы влияние ограничивающих стенок ослабевает.
Приведенные данные не учитывают параметры подогретого воздуха и условия его ввода в торце печи.
Длина факела во вращающейся печи. В литературе имеются многочисленные данные о расчете длины топливного факела во вращающихся печах. Ни один из известных способов расчета не является достаточно надежным. Опубликованные различные формулы интересны главным образом для оценки влияния различных исходных параметров на длину факела. Имеет смысл рассматривать только простые соотношения, опирающиеся на экспериментальные данные и максимально приближенные к печам определенного типа. Рассмотрим данные о длине факела при сжигании во вращающихся печах различных видов топлива.
Сжигание природного газа. Наиболее известна формула Е.И. Ходорова, согласно которой длина факела для природного газа
где D — внутренний диаметр печи, м; d() — диаметр газового сопла, м; Vg2, V
— соответственно расходы вторичного воздуха и газа; рв2, рг — плотности вторичного воздуха и газа.
Если разделить конструктивные и режимные параметры, формулу (4.155) можно записать в другом виде:
что качественно совпадает с формулой (4.154).
Известно, что для природного газа длина факела определяется из выражения
Несколько преобразуя формулу (4.156), получим измененную зависимость длины факела:
(4.155)
(4.156)
/ф= 4,75-104
(4.157)
где пт — число горелок на печи; D — диаметр печи, м; В — расход газа, м3/с.
Ш
,0,75
,0,6 '
(4.158)
Как видим, формулы (4.156) и (4.158) различаются как конструктивными, так и режимными параметрами, и имеют ограниченное применение. Так, согласно литературным данным, формула Е. И. Ходорова (4.155) может использоваться с целью оценок длины факела для печей, длина которых 25 < LID < < 34, а также при подаче вторичного воздуха через холодильник в количестве от 0,70 до 0,75 общего количества воздуха. В формуле (4.157) из этой работы очень сильно влияние соотношения диаметров печи и газового сопла, что не всегда имеет место на практике, и не представлено влияние температуры подогретого воздуха.
Сжигание угольной пыли и мазута. Сжигание угольной пыли тонкого помола и мазута представляет определенный интерес для некоторых регионов страны. Согласно работам X. С. Воробьева, длина факела для угольной пыли
где w, = wT/wnr — соотношение скоростей топлива и продуктов горения в конце зоны факела; к = 0,04, кг/(м2-с);/— удельная поверхность пыли, м2/кг.
Для мазутного факела при тех же обозначениях
Длина факела для мазута может определяется только диаметром соплового насадка d0:
Процитируем еще одну формулу для расчета длины пылеугольного факела
w.+1 kfn ’
(4.159)
(4.160)
/. = 5,3dn(L . + 1)(у /у ).
