книги из ГПНТБ / Гилод В.Я. Сжигание мазута в металлургических печах

кривую. При обработке по той же методике температур­ ного поля по длине факела 'выяснилось, что максимум температур удален от сопла форсунки на расстояние около 25—30% общей длины видимого факела (рис.40). Близость температурного максимума к началу факела следует объяснить влиянием рециркуляции высокотем­

чески прозрачен. Температурный уровень в этом случае

образования коксовых отложений на керамических элементах горелочного туннеля. В том случае, если ко­ личество вентиляторного воздуха снижали, оставляя

расход топлива неизменным, степень рециркуляции

шееся появлением на стенках вставки и камеры равно­ мерного прочного слоя кокса. По-видимому, инжекти­ рующая способность воздушной струи оказывалась уже недостаточной для преодоления гидравлического сопро­ тивления на пути рециркулирующих газов.

В то же время, если снижение а осуществляли пу­ тем повышения производительности горелочного устрой­ ства, оставляя неизменным расход вентиляторного воз­

сгорания осуществлялось благодаря подсосу в факел атмосферного воздуха за пределами горелочного тун­ неля. Имело место, таким образом, двухстадийное сжи­ гание топлива.

•При стехиометрических условиях горения .и номи­ нальной производительности горелочного устройства тепловое напряжение объема камеры туннеля достигало 31,2 Мвт/м3 (26,8 Гкал/м3-ч), а степень выгорания топли­ ва в пределах туннеля — 98,7%.

Исследования показали, что благодаря рециркуля­ ции газов, способствующей стабилизации горения топ­ лива в широких пределах, горелочное устройство может быть применено в качестве генератора теплоносителя, температуру которого можно регулировать в диапазоне 100—1700°С путем организованного ввода дополнитель­

тельнее)— за выходным сечением горелочного туннеля.

Пуск горелочного устройства осуществляли с по­ мощью запальника, устанавливаемого "на этот период в форкамере. Выход на номинальный режим можно было

осуществить быстро и без затруднений. Для розжига Не требовалось предварительного разогрева камеры до­ полнительным топливом.

Керамическая вставка, как и ожидалось, оказалась наиболее уязвимой деталью горелочного устройства. Вставка из жаростойкого бетона выходила из строя через несколько часов работы при 1400—1600° С. Огне­ вые испытания выдержал блок на основе корунда, одна­ ко окончательные выводы о надежности этого материа­ ла могут быть сделаны лишь после длительной промыш­ ленной эксплуатации. В некоторых случаях, однако, условия работы керамической вставки оказываются не столь сложными. Так, при эксплуатации горелочного устройства с коэффициентом расхода воздуха, меньшим

распространение на металлургических заводах.

В Теплопроекте разработан ряд горелочных уст­ ройств производительностью от 15 до 1О0 кг/ч, осна­ щенных пневматическими форсунками высокого и сред­ него давления и предназначенных для работы либо в стехиометрических условиях, либо при отсутствии види­ мого факела за пределами туннеля. Расчет их выполнен по методике, изложенной на стр. 130—135.

Горелочные устройства вихревого типа

••В вихревых горелочных устройствах использована внутренняя естественная циркуляция продуктов сго­ рания, возникающая благодаря предварительной интен­ сивной закрутке воздуха (см. рис. 26, схема 16).

Для сжигания тяжелого жидкого топлива, дающего существенный коксовый остаток или содержащего твер­ дые включения, в США применяют вихревые горелоч­ ные устройства фирмы Jhermal [112], конструкция ко­ торых схематично показана на рис. 41.

В горелочное устройство входят пневматическая форсунка высокого давления с воздушным коробом для

дится направляющими лопатками во вращательное движение, что вызывает в камере вихревые токи.

Удельное тепловое напряжение камеры горения при

динительный фланец

на легком — с получением восстановительной атмосфе­ ры, однако возможные пределы снижения коэффициен­ та расхода воздуха довольно узки. Фирма выпускает вихревые.горелочные устройства восьми типоразмеров производительностью от 10 до 1550 кг/ч (табл. 8) [121]. Давление вентиляторного воздуха, обеспечивающее но-»

натравляющих лопаток. Цилиндрический стакан, окру­ жающий лопатки завихрителя, предназначен для повы­ шения равномерности входа вентиляторного воздуха в завихритель. Керамические детали горелочного устрой­ ства изготовлены из жаростойкого бетона на высоко­ глиноземистом цементе с высокоглиноземистым шамот­ ным заполнителем. Керамика оказалась достаточно на­ дежной. 'Поскольку экспериментальный образец испытывался вне топки (печи), он выполнен с водяным охлаждением камеры горения. Исследования проведены на мазуте марки 1О0.

уровне выходного сечения камеры при 'стехиометрических условиях степень выгорания газообразных горючих составляющих достигает 98,6 %, а механический недо­ жог не превышает 0,8%. При этих условиях длина фа­ кела за пределами камеры горения составляет 400— 450 мм. Факел полупрозрачен, и в камере отчетливо за­ метно вращательное движение газов.

Горелочное устройство устойчиво работает в диапа­ зоне изменения коэффициента расхода воздуха от 0,4 до 1,7. При предельных режимах температура в камере

расхода топлива приводили к появлению звуковых

О выборе горелочных устройств высокоинтенсивного горения

Правильный выбор топливосжигающего устройства для того или иного теплотехнического объекта важен всегда, в особенности же когда речь идет о высокоинтенсивном сжигании топлива. Как правило, интенсифи­ кация сжигания топлива достигается ценой существенно­ го усложнения конструкции горелочных устройств по срав­

значительно чувствительнее к нарушениям условий эксплуатации, чем выносные топки печей или топки па­ ровых котлов, рассчитанные на низкие удельные тепло­ вые напряжения. Поэтому применение высокоинтенсив­

ным результатам.

Область применения устройств для высокоинтенсив­ ного сжигания топлива весьма широка. Об этом говори­ лось в начале гл. I ; примеры печных агрегатов и техно­ логических процессов, нуждающихся в подобных горе­ лочных устройствах, приведены в гл. V. В основном к ним относятся такие печи и процессы, в которых совре­ менный уровень технологии требует и нового подхода к сжиганию топлива. Следует отметить, что во многих случаях их эксплуатация на жидком топливе, при от­ сутствии современных горелочных устройств, была бы весьма проблематична. Применение здесь сложных, но теплотехнически совершенных аппаратов поэтому пол­ ностью оправдано. Часто оказывается экономически це­ лесообразным использование подобных тошшвосжигающих устройств и на печах старых конструкций с целью, например, экономии топлива, снижения угара метал­ ла и т. п. Однако, проводя реконструкцию системы отоп­ ления, следует быть готовым к усложнению эксплуата­ ции горелочных устройств.

Современный уровень разработки горелочных уст­ ройств для высокоинтенсивного сжигания топлива пре­ доставляет достаточно широкие возможности для выбо-

pa их с учетом требовании конкретного технологичес­ кого процесса. Правда, заимствование зарубежных об­ разцов затруднительно, так как разница в качестве оте­ чественных и зарубежных топлив, рекламный характер публикуемых материалов не всегда позволяют составить

устройств, изученных в одинаковых условиях с исполь­ зованием наиболее распространенного в промышленнос­

ных Теплопроектом. Их основные теплотехнические по­ казатели сопоставлены в табл. 9.

Горелочное устройство с рециркуляционной вставкой имеет большие преимущества по сравнению с другими при эксплуатации с недостатком воздуха (наиболее низ­

му устройству с распределенной подачей воздуха. Одна­ ко наличие недостаточно надежного узла — рециркуля­ ционной вставки — и высокие температуры в камере за­ ставляют иногда отдать предпочтение, например, горе-

ЛОЧНОМу УСТРОЙСТВУ ВИХреВОГО т и п а — п т о . ч случаях,

когда к содержанию сажистых частиц в газах не предъ­ являются особо высокие требования.

Особенности горелочного устройства с организован­ ной рециркуляцией позволяют рекомендовать его для опробования в печах 'безокислительного и малоокисли­ тельного нагрева металла, а также для производства восстановительного газа из жидкого топлива.

Из сравниваемых аппаратов конструктивно наибо­ лее сложным является горелочное устройство с распре­ деленной подачей воздуха. Однако большие предельные значения а, широкий диапазон устойчивой работы, вы­ сокие скорости выхода продуктов сгорания из камеры дают возможность с успехом применять его, например, в термических печах, в том числе с интенсивной рецир-