Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Брюханов О.Н. Вопросы теплофизики при беспламенном сжигании газа

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.73 Mб
Скачать

Перечисленные 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.

§82. 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

Техническая характеристика горелок инфракрасного излучения СКБ

 

 

 

 

ГИИВ—1

ГИИВ—2

С

Основные

параметры

Единицы

Сжижен .

Природн.

Сжижен .

Природн.

измерения

?

 

 

 

газ

газ

газ

газ

 

 

 

 

 

 

 

1.

Тепловая

нагрузка

ккал/час

2200--

2400—

4400—

4800—

 

 

 

 

4000

4500

8000

9000

2.

Давление

газа

мм вод. ст.

150 —

60 -

120

60 -

 

 

 

 

400

200

400

200

3.

Расход газа

м3/час

0,1-

0,28-

0,20-

0,56

 

 

 

 

0,18

0,53

0,36

1,06

4. Температура излу­

°С

720-

750-

720-

750-

 

чающей поверхности

 

900

920

900

920

5.

Ветроустойчивость

м/сек

3 + 5

3+5,5

3-г5,5

3+5,5

6.

Вес

 

кг

3,2

3,2

4,7

4,7

Т а б л и ц а 8—3

« Газпрнборавтоматика»

,Марс-1"

„Марс-2"

Звездоч -

Звездочка-2

ГИБЛ

виг

ка-1

Сжижен,

Природн.

Сжижен.

Природный

Сжижен,

Природн.

Сжяжеи .

Природн

газ

газ

газ

газ

газ

газ

газ

газ

790090001300-

1550—

2200-

2400-

2200-

2400

14500

16000

2400

2700

4ÜÜ0

4500

4000

4500

120 —

60 -

120-

5 0 -

150—

6 0 -

150-

6 0 -

400

160

400

160

400

200

400

200

0,36—

1,06-

0,06-

0,18-

0,1-

0,28-

0,1-

0,28-

0,66

1,9

0,11

0,32

0,18

0,53

0,18

0,53

700-

720-

700-

720-

720-

720-

720-

750-

900

920

900

920

 

 

 

 

3+5,5

3+5,5

6,24

6,24

1

1

1,7

1,7

2,1

2,1

растеризуется изменением соотношения составляющих теплово­ го баланса насадки, а именно: уменьшением доли излучения в глубину насадки, увеличением конвективного теплообмена меж­ ду пористой поверхностью и потоком газовоздушной смеси. Теп­ лопередача в мелкозернистом пористом материале, поры кото­ рого заполнены газовоздушной смесью, определяется, в основ­

ном, теплопроводностью этой смеси, а не огнеупора.

 

В рабочем

диапазоне удельных тепловых нагрузок

140—

230 ккал/м2час,

определяемом способностью излучателя

сохра­

нять максимально возможные значения температур огневой по­ верхности или оптимальные значения лучистого КПД, газовые горелки инфракрасного излучения рассматриваемого типа обес­ печивают устойчивое сжигание метановоздушных и пропановоздушных смесей.

Одна из конструкций газовой горелки инфракрасного излу­ чения с пористой керамической насадкой представлена на ри­ сунке 8—-7. По конструктивному исполнению этот излучатель является инжекционной газовой горелкой среднего давления с полным предварительным смешением.

Испытания ГИИП на природном и сжиженном газах, пока­ зали, что газогорелочные устройства устойчиво работают на обо­ их видах газа без каких-либо существенных переделок.

Техническая характеристика газовых инфракрасных излуча* телей с пористой насадкой (ГИИП) приведена в таблице 8—4.

Институтом «Южниигипрогаз» разработана газовая радиатионная горелка ГИК-3 (рис. 8—8), предназначенная для низ­ котемпературной обработки материалов и изделий. В горелке

249

248

Рис. 8—7. Общий вид горелки инфра­ красного излучения с пористой керамиче­ ской огневой насадкой.

применены катализаторы, благодаря которым газ сгорает при температуре 350—400°С.

Отличительные особенности горелки ГИК-3—простота из­ готовления, высокий лучистый КПД, пожаробезопасность и на­ личие автоматики безопасности.

Техническая характеристика горелки представлена в таб­ лице 8—5.

Одной из разновидностей газовых излучателей являются го­ релки с чашеобразной излучающей насадкой, в которых горю­ чая смесь распределяется и сгорает на сферической поверхности чаши из огнеупорного материала. Горелки такого типа работа­ ют, в основном; на предварительно подготовленной горючей смеси. Стабильность горения обеспечивается за счет раскален­ ного огнеупора и рецеркуляции продуктов сгорания к основанию чаши.

На рисунке 8—9 приведены две конструкции чашеобразных газовых излучателей. Разработанные СНИИМ горелки такого

250

 

 

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

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ