Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Воздушные низкого давлении и ротационные (форсуночные агрегаты) Сжатый воздух, /?=3,5 ч--г-10,0 кн/м* Д=(0,6-г-0,85) L кг воздуха на ¦ 1 кг топлива (L—теоретический расход воздуха иа горение, кг иа 1 кг топлива). Для ротационных форсунок (0,2-т- Роквелл, Оргэиерго-иефти, Стальпроекта, Союзтеплостроя, Карабина, ротационные вращающиеся (форсуночные агрегаты) Высокая экономичность, высокий пирометрический эффект в силу полноты сгорания н малого коэффициента избытка воздуха, легкая возможность автоматизации Значительные геометрические размеры форсунок Промышленные печн (кроме регенеративных)
Механические Давление мазута перед форсункой р= = 1-^2,5 Мн/м* МФПР, завода .Ильмариие* Высокий пирометрический эффект при работе с дутьем, бесшумность Громоздкость оборудования, засоряе-мость, регулирование производительности количеством действующих форсунок Котельные топки и промышленные печи
Здесь D — внутренний диаметр циклона; L — длина камеры (LfD= 1-М,2).
Аэродинамическое сопротивление циклона определяется по формуле
w'i
Др=&ц ~2-р. н/м\ (3-12)
wl
где 5ц—коэффициент сопротивления циклона (?ц= 4 -5- 6); -у р — скоростной напор, н/м?.
Величина этого сопротивления — приблизительно 5—6 кн/мг. Циклонная камера по существу представляет собой полугазовую топку для мазута, в ней протекают газификационные процессы, и поэтому для дожигания газов по выходе из камеры используется рабочая камера печи или топочный объем. Глубина газификационных процессов
Рис. 3-29. Принципы рециркуляции газов в горелках.
J — форсунка; 2 — вентилятор из жаростойкой стали.
зависит от подачи воздуха и величины его подогрева. При подаче в циклон не всего воздуха, нужного для горения, а только части, соответствующей коэффициенту расхода воздуха а=0,3-ь0,5, температура газа на выходе будет порядка 800—1250°С и теплота сгорания 5 — 10 Мдж/м3 с содержанием сажистого углерода 3—6 г/ж3. В этих условиях циклон футеруется изнутри огнеупорным кирпичом.
При подаче всего воздуха, т. е. при коэффициенте избытка воздуха <х= 1,02-М,03, и при использовании горячего воздуха в камере достигаются очень высокие температуры и огнеупорная футеровка оплавляется и выходит из строя. Поэтому устраивается водяное или испарительное охлаждение корпуса циклонной камеры, а внутренняя часть покрывается тонким слоем высокоогнеупорной обмазки, укрепленной на шипах из жаростойкого материала. Расчет циклонной камеры приведен в пособии [Л. 5]. При сжигании мазута с малым избытком воздуха или при его недостатке (в печах безокислительного нагрева) происходит образование сажистого углерода. Причинами этого явления могут служить также: грубая пульверизация, недостаточная интенсивность смесеобразования, малая температура распыливающей среды. Эффективными средствами уменьшения сажеобразования являются (кроме средств, исключающих перечисленные причины) энергичная рециркуляция газов у корня факела, подогрев воздуха, идущего на сгорание, и высокое качество смесеобразования. На рис. 3-29 показаны принципиальные схемы рециркуляции газов, обеспечивающей интенсивное газообразование у самого корня факела. В печах применяются не только циклонные мазутные горелки с предварительной газификацией, но и другие, представляющие собою сочетание небольших камер сгорания с форсунками (рис. 3-30,а—г). Газификаторы позволяют получать полугаз, состав которого и температура задисят от глубины газификации, определяемой подачей окислителя, смесеобразования и циркуляцией газов. Полугаз S—1393 • 65
сжигается в рабочей камере печи без избытка воздуха, и для его сгорания требуются меньший объем камеры, чем при непосредственном1 сжигании мазута.
Успешное сжигание без сажеобразования производится при помощи эмульсионных горелок. Если капли воды, взвешенные в мазуте, име-
Мазуп*
Рис. 3-30. Схемы горелок газификаторов (по В. Хансену).
а — с рециркуляцией газов; б — с форсированной рециркуляцией газов и впрыском воды; а -с энергичной рециркуляцией газов; г — циклонного типа; / — камера сгорания.
ют температуру, превышающую температуру кипения, то при выбросе струи происходит вторичное раопыливание. Образующийся при термической диссоциации воды атомарный кислород реагирует с углеродом и окисляет его в окись углерода СО, а серу — в S02. Как следствие образуется меньшее количество S03, что уменьшает опасность низкотемпературной коррозии. На рис. 3-31 показана схема эмульсионной горелки.
Для уменьшения сажеобразования при сжигании мазута в полу-газовых топках применяются также ультразвуковые форсунки, снабженные ультразвуковыми соплами, способными создать частоту от 10 до 40 кгц, т. е. в области, не улавливаемой человеческим ухом. Такие
Мазут вода
Рис. 3-32. Ультразвуковая форсунка.
1 — грибок; 2 — кольцевая резонансная каме-ра; 3— кольцевое выходное отверстие для мазута; 4 — подача газа; 5— подача мазута; 6 — уплотнение.
воздух
Рис. 3-31. Эмульсионное сжигание мазута.
/ — эмульгатор; 2 — насос.
форсунки имеют широкий диапазон регулирования (1 : 10). В ультразвуковом распылителе (рис. 3-32) поле колебаний создается за счет вытекания распыливающей среды из центрального отверстия в резонансную камеру, где она затормаживается и ока§ывает обратное давление 66
