
книги из ГПНТБ / Брюханов О.Н. Вопросы теплофизики при беспламенном сжигании газа
.pdfПеречисленные газовые горелки, независимо от их типа, име ют общие конструктивные элементы: сопло, смеситель, корпус, который в некоторых конструкциях горелок одновременно яв ляется распределительной камерой, излучающую насадку (рис. 8—1).
8
Рис. 8—1. Схема беспламенного инфракрасного газового излучателя:
1. И з л у ч а ю щ а я насадка; 2. |
Сопло; 3. И н ж е к ц и о н н а я |
камера; 4. Распределитель; 5. Сме |
ситель; |
6. Рассекатель . 7. Корпус; |
8. Рефлектор . |
В зависимости от типа и назначения горелки каждый из перечисленных выше элементов имеет различное конструктив ное решение. В некоторых конструкциях несколько элементов компонуются в одной детале. Одним из основных элементов га зовых горелок является излучающая насадка.
По виду излучающей насадки существующие горелки можно
разделить на 3 основные группы: |
|
||
1. Горелки с керамической |
излучающей насадкой (ГИИ-19А, |
||
ГК-1 |
-38). |
|
|
2. |
Горелки с металло-керамической излучающей |
насадкой |
|
(ГИИВ-1, ГИИВ2,- «Звездочка» и др.). |
|
||
3. |
Горелки с металлической излучающей насадкой |
(ГК-27, |
|
ГК-16). |
|
|
|
Разработанная институтом |
«Гипрониигаз» горелка |
ГК-27У |
может быть изготовлена с любой из трех видов насадки: кера мической, металло-керамической или металлической (сетчатой).
Это дает возможность предприятию-изготовителю без суще ственной переподготовки производства, в зависимости от нали чия того или иного материала, переходить на выпуск горелок с любым видом излучающей насадки.
Как предпочтительный для данной конструкции горелки ре комендован металлокерамический вид излучателя.
242
Керамическая плитка в сочетании с окалиностойкой сеткой, расположенной на расстоянии 8—10 мм над керамикой, обеспе чивает наилучшие условия для наиболее полного сгорания газа.
За прототип при разработке ГК-27У принята конструкция ГИИ-19 — горелки широко распространенной в практике эк сплуатации.
Создание новых конструкций ставит задачи по разработке единых требований в оценке конструкций, единой методики ис пытаний горелок.
Основные технические требования к конструированию бес пламенных газовых излучателей или горелок инфракрасного из лучения сводятся к следующим:
По устойчивости горения:
—допустимое изменение расчетной низшей теплоты сгора ния газа на величину ± 1 0 % ;
—допустимое изменение давления природного газа от 0,5 до 1,4 и сжиженного — от 0,7 до 1,2 номинальной величины.
|
Требование по полноте сгорания газа |
допускает |
наличие СО |
в |
неразбавленных продуктах сгорания |
( а = 1 ) не |
более 0,03% |
по |
объему. |
|
|
Количество тепла, передаваемое излучением должно состав лять не менее 40% от общей тепловой нагрузки.
Газовые, инфракрасные излучатели по тепловой нагрузке должны разрабатываться в соответствии е. параметрическим рядом тепловых нагрузок.
Параметрический ряд номинальных тепловых нагрузок при веден в таблице 8—1.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8—1 |
|
|
Параметрический ряд номинальных тепловых нагрузок |
||||
|
и присоединительные |
размеры |
|
||
Расчетная номинальна я тепловая нагрузка |
Наружный диа |
Размеры резьбы по Г О С Т |
|||
метр |
ниппеля |
||||
|
|
6357—52 (при жестком |
|||
|
|
в мм при |
|||
ккалічас |
пет |
шланговом |
присоединении к трубо |
||
проводу) |
|||||
присоединении |
|||||
|
|
||||
400 |
0,5 |
|
|
- |
|
800 |
1,0 |
|
|
Труб. ' А " кл. 3 |
|
1200 |
1,4 |
|
12 |
||
1600 |
1,8 |
|
|
|
|
2000 |
2,5 |
|
|
|
|
2400 |
2,8 |
|
|
Труб. Vs" кл. 3 |
|
3200 |
3,7 |
|
15 |
||
4000 |
5,0 |
|
|
|
|
4800 |
5,6 |
|
|
|
|
6400 |
7,4 |
|
|
|
|
8000 |
9,3 |
|
20 |
Труб. Чг" кл. 3 |
|
12000 |
14,0 |
|
|||
16000 |
18,6 |
|
|
|
|
20000 |
24,0 |
|
|
|
|
16* |
|
|
|
243 |
Значения тепловых нагрузок даны из условия кратности теп ловой нагрузки одноплиточной горелки с размером излучающей насадки 1 4 + 1 X 4 8 + 1 X 7 0 + 1 . В то же время выбраны те интер валы тепловых нагрузок, которые необходимы для дальнейше го серийного производства ранее разработанных конструкций горелок и для перспективного развития инфракрасной техники
сучетом потребностей народного хозяйства.
§8—2. Некоторые конструкции газовых инфракрасных
излучателей
В настоящее время в Советском Союзе выпускается целый ряд различных типов газовых инфракрасных излучателей.
На рисунке 8—2 представлена горелка ГИИ-19А, разрабо-
Н ? « H
Рис. 8—2. Общий вид горелки инфракрас ного излучения ГИИ—19А.
тайная институтом «Гипрониигаз», й серийно выпускаемая Саратовским заводом газовой аппаратуры. Техническая харак
теристика горелки приведена в таблице |
8—2. |
|
|
||
На |
рисунке 8—3 дана конструкция |
горелки |
ГК-27У, |
также |
|
разработанная институтом «Гипрониигаз» и выпускаемая |
Сара |
||||
товским |
заводом «Газаппарат». |
Горелка может |
изготовляться |
||
с одним из трех видов излучающей |
насадки: |
|
|
||
•— керамической; |
|
|
|
|
—металлокерамической;
—металлической — сетчатой.
244
Рис. 8—3. Общий вид горелки ГК—27у.
Излучающая поверхность горелки ГК-27У имеет одинаковые размеры с горелкой ГИИ-19А, однако, она имеет значительно меньшие габариты и вес. Техническая характеристика горелки аналогична ГИИ-19А.
|
|
|
|
|
|
Та б л и ц а |
8—2. |
|
|
|
|
Техническая характеристика |
|
|
|
|
|
|
горелки инфракрасного излучения ГИИ-19А |
|
|
||
с |
Основные |
параметры |
FJ. измерения |
Сжиженный газ |
Природный |
газ |
|
|
|||||||
1. Тепловая |
нагрузка |
ккал/час |
6400 |
6400 |
|
||
2. |
Давление |
газа |
мм вод. ст. |
300 |
130 |
|
|
3. |
Расход газа |
|
м3/час |
0,29 |
0,75 |
|
|
4. |
Температура |
излучаю |
°С |
750 |
750 |
|
|
|
щей поверхности. |
|
|
|
|
||
5. |
Вес |
|
|
кг |
6 |
6 |
|
На рисунке 8—4 приведена еще одна конструкция горелки ин фракрасного излучения института «Гипрониигаз», серийно вы пускаемая Саратовским заводом газовой аппаратуры [113J. Горелка ГК-1-38 имеет излучающую насадку в виде десятигран ной призмы. Горелка ГК-1-38 работает на природном и сжи-
17 Зак . 11586 |
245 |
женном |
|
газах, переход с одного ви |
|
|
|||||||
да |
газа |
|
на |
другой |
осуществляется |
|
|
||||
заменой |
|
сопла. |
|
|
|
ккал/час; |
|
|
|||
Тепловая нагрузка 20000 |
|
|
|||||||||
расход |
газа |
сжиженного |
0,9 |
м3/чаю, |
|
|
|||||
природного — 2,36 |
м3/час; |
рекомен |
|
|
|||||||
дуемое давление при работе на |
|
|
|||||||||
сжиженном газе 300 мм вод. ст., на |
|
|
|||||||||
природном газе — 130 мм вод. ст. |
|
|
|||||||||
Вес |
установки 12,4 |
кг. |
|
|
|
|
|||||
СКВ «Газприборавтоматика» раз |
|
|
|||||||||
работана |
серия |
ветроустойчивых |
|
|
|||||||
газовых |
|
|
излучателей. Конструктив |
|
|
||||||
но они различаются только разме |
|
|
|||||||||
рами. Это горелки |
ГИИВ-1, ГИИВ-2, |
|
|
||||||||
Марс-1, |
|
|
Марс-2. |
|
Горелки типа |
|
|
||||
ГИИВ |
|
принципиально |
отличаются |
|
|
||||||
от |
горелок |
типа |
«Марс» |
огневой |
|
|
|||||
насадкой. В горелках типа «Марс» |
|
|
|||||||||
элементы |
излучающей насадки име |
|
|
||||||||
ют |
ромбическую |
|
пирамидальную |
|
|
||||||
поверхность. |
Повышенная |
ветро |
|
|
|||||||
устойчивость обеспечивается |
устрой |
|
|
||||||||
ством, |
саморегулирующим |
перепад |
|
|
|||||||
давления |
на |
огневой |
насадке. |
|
|
||||||
|
На |
|
рисунке 8—5 |
приведены га |
Рис. 8—4. |
Общий вид го |
|||||
зовые |
|
инфракрасные |
излучатели |
релки |
ГК—1—38. |
||||||
ГИИВ-1 |
|
и ГИИВ-2. |
|
|
|
|
|
На рисунке 8—6 представлена газовая горелка инфракрас ного излучения СКВ «Газприборавтоматика» типа «Звездочка». Горелки выпускаются в двух вариантах для работы на природ ном и сжиженном газах.
СКВ «Газприборавтоматика» на базе горелок ГИИВ разра ботана горелка ГИИБЛ (снято устройство, повышающее ветро устойчивость). Из горелок ГИЙБЛ можно компоновать блоки (панели) различных форм и размеров.
Разработана также горелка ВИГ-1, обладающая повышен ной надежностью крепления огневой насадки, способная выдер
живать вибро- |
и ударонагрузки, что позволяет ее использовать |
в передвижных |
установках. |
Технические характеристики газовых излучателей конструкции СКВ «Газприборавтоматика» приведены в таблице 8—3.
Институтами Ленгипроинжпроект и Ленинградским инже нерно-строительным институтом разработаны газовые горелки инфракрасного излучения с пористой керамической излучающей насадкой. Микрофакельное сжигание газа в этих горелках ха-
246
247
|
|
17 |
|
ІВ |
15 |
|
|
Рис. |
8—8. |
Каталитический газовый |
излу |
||||
|
|
|
чатель. |
|
|
|
|
/. Корпус; 2. |
Н а с а д к а |
с катализатором; 3. |
Тепло |
||||
изоляционный |
слой; |
4. |
Газораспределительная |
сет |
|||
ка; 5. |
А р м а т у р а |
теплоизоляционного |
слоя; |
6. |
Электронагреватель; 7. Металлическая сетка; 8. Те
пловое |
биметаллическое |
реле; |
9. |
Контактная |
па |
|
нель; |
10. |
Контрольная |
лампа; |
11. |
Газовое сопло; |
|
12. Газовый коллектор; 13. Электромагнитный |
кла |
|||||
пан; |
14. |
Газовый штуцер; |
15. |
Электропровода; |
||
|
|
16. К о ж у х ; |
17. Крышка. |
|
Т а б л и ц а 8—4.
Технические характеристики газовых инфракрасных излучателей с пористой керамической насадкой
|
|
|
гиип - 1 5 Ф |
гиип - 4 5 Ф |
гиип - 7 5 P I |
гиип -150PI |
ГИИП— 75Ф |
гиип |
гиип |
|||||
Наименование |
|
|
„Нева" |
|
|
|
|
|
|
|||||
Природ, С ж и ж . |
|
|
Природ, |
Сжиж . |
Природ, |
Сжижен, |
Природ, |
Сжижен, |
150РП |
150Ф |
||||
|
|
|
|
|
Природ. |
Природ, |
||||||||
|
|
|
газ |
газ |
Природ, |
Сжиж . |
газ |
газ |
газ |
газ |
газ |
газ |
газ |
газ |
|
|
|
|
|
газ |
газ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход газа мл/ч |
00,19 |
0,07 |
0,56 |
0,20 |
0,94 |
0,34 |
1,88 |
0,88 |
0,94 |
1,88 |
1,88 |
1,88 |
||
Номинальная теп |
1500 |
1500 |
4500 |
4500 |
7500 |
7500 |
15000 |
15000 |
7500 |
15000 |
15000 |
15000 |
||
ловая |
|
нагрузка, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ккал/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура огне 1020-Ь |
1030 ~ |
1080-г |
1080-г |
1040- - |
1060 -г |
1060-f- |
1080- |
1020- |
1060-f |
1060- |
1020-г |
|||
вой |
поверхности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
насадки, °С |
1050 |
1060 |
1120 |
1150 |
1080 |
1100 |
1120 |
1160 |
1080 |
1100 |
1140 |
1100 |
||
Радиационный ко |
— |
— |
59,7 |
60 |
54,7 . |
55,5 |
56,7 |
57,0 |
— |
— |
— |
— |
||
эффициент, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Давление |
перед |
0,2- |
0,9- |
0,2- |
0,9- |
0,2- |
0,7 |
0,15 — |
0,7- |
0,2- |
0,15— |
0,15- |
0,15- |
|
соплом, |
кг/см2 |
0,8 |
1,9 |
0,8 |
1,9 |
0,8 |
1,5 |
0,80 |
1,5 |
0,8 |
1,80 |
0,80 |
1,80 |
|
Ветроистойчивость, |
•—• |
— |
7,0 |
7,0 |
9,0 |
9,4 |
10.0 |
10,5 |
— |
9,8 |
9,6 |
11,0 |
||
м/сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вес излучателя, кг |
1,4 |
1,4 |
— |
— |
10 |
10 |
24 |
24 |
6,2 |
22,7 |
26 |
14 |