Системы регулирования процесса горения газообразных топлив. Системы регулирования процесса горения жидких топлив
В промышленных котлах, печах и сушильных агрегатах много топлива расходуется напрасно, если процесс горения регулируется недостаточно тщательно. Обычно, чтобы обеспечить безопасность и избежать выделения дыма, воздух подают со значительно большим расходом, чем это требуется. Хотя такой метод работы безопасен, он может быть далеко не самым экономичным. Задача регулирования еще больше усложняется, когда необходимо отводить отработавшие топлива различного состава и восстанавливать их теплотворную способность. Другой важной проблемой, связанной с горением, является контроль загрязнения атмосферы.
Полезным выходом процесса горения является тепло, выделяющееся при окислении топлива
Газообразные топлива. Наиболее употребительным газообразным топливом является природный газ, содержащий обычно 75 - 95% метана. К числу остальных составляющих относятся в порядке убывания концентрации этан, пропан и бутан, причем бутан составляет менее 0,5 об.%. Более тяжелые углеводороды имеют большую ценность в качестве химического сырья, и поэтому их все чаще извлекают из газообразного топлива до его потребления. Примеси обычно состоят менее чем из 1% углекислого газа и различных количеств азота.
Теплотворную способность, или теплоту сгорания какого-либо топлива, в продуктах сгорания которого содержится вода, можно выразить двумя способами. Высшая теплотворная способность получается в предположении, что вода в конечном счете сконденсировалась, и в этом случае она отдала свою скрытую теплоту парообразования. Низшая теплотворная способность соответствует предположению, что вода покидает процесс в паровой фазе. В обоих случаях считают, что температура продуктов сгорания одинакова и соответствует температуре реагентов.
Расход горючего газа измеряют обычно в ед. объема.
Для давлений газа ниже 196 кПа нужно учитывать влияние изменения барометрического давления, пользуясь датчиком абсолютного давления. При более высоких давлениях можно пользоваться датчиком относительного давления. При еще более высоких давлениях может стать существенным фактор сжимаемости.
Индекс Вобба – поправка на переменность состава.
. Жидкие топлива
Наиболее употребительными жидкими топливами являются нефтепродукты — от легких дистиллятов до остаточного нефтяного топлива. Эти нефтепродукты мало отличаются по теплоте сгорания и содержанию серы, но существенно отличаются по вязкости. Хороший распыл топлива в форсунке важнее, чем точное измерение расхода. Для полного сгорания необходимо, чтобы топливо подавалось при контролируемых давлении и вязкости. Это особенно трудно осуществить для тяжелых остаточных фракций, так как их вязкость сильно изменяется в зависимости от температуры, состава и даже от расхода. Легкие дистилляты можно перекачивать при контролируемых давлении и температуре и обеспечить удовлетворительное сгорание. Но тяжелые остаточные фракции должны непрерывно циркулировать от топки обратно в топливный бак, как показано на рис. Если циркуляцию прервать, то топливо охладится и закупорит магистраль.
В системе с рециркуляцией результирующий расход топлива, поступающего в топку, измерить невозможно, его нужно вычислять, вычитая расход на рециркуляцию из расхода топлива, перекачиваемого из бака. Обычно для этого пользуются турбинными расходомерами иэ-за их высокой точности, хотя они очень чувствительны к изменениям вязкости, особенно при малом расходе. Противодавление в форсунке регулируется клапаном в пинии рециркуляции, а расход на разжигание регулируется настройкой отверстия форсунки. Для улучшения распыла необходимо подавать водяной пар в определенном отношении к расходу на разжигание.
Если нефтяное топливо имеет постоянный состав, то регулирование температуры, осуществляемое как показано на рис, обеспечит вполне удовлетворительное регулирование вязкости. Но если приходится пользоваться нефтяным топливом из разных источников, то зависимости вязкости от температуры могут быть совершенно различными. В этом случае необходимо контролировать вязкость как для получения хорошего распыла, так и для точного измерения расхода.
