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

Ввод рециркуляционного газа в камеру осуществлен їв основном для

Чтобы продукты неполного сгорания могли проникнуть достаточ­ но глубоко в толщу шихты, предусмотрены меры для повышения 'IX выходных скоростей: выход из камеры газификации выполнен су­ женным, а первичный воздух и рециркуляционные газы подаются под давлением, тогда как в шахте поддерживается разрежение. Та­ кой газодинамический режим позволяет рассредоточить процесс го­ рения вдоль, всей зоны обжига.

ных печах для обжига керамических изделий. Этот способ, при кото­ ром жидкое топливо, в том числе и тяжелых сортов, в нераспылен­ ном состоянии впрыскивается отдельными порциями на раскаленный материал, позволяет в широких пределах регулировать пространст­ венное расположение зон горения. С этой целью импульсные форсун­ ки можно, например, устанавливать на нескольких уровнях по высо­ те печи. На каждом из уровней предусматривают равномерное рас­ пределение форсунок по периметру поперечного сечения печи. В то же время форсунки каждого из следующих уровней сдвинуты по от­ ношению к форсункам предыдущего уровня таким образом, чтобы обеспечить равномерное распределение топлива по объему и сечени­ ям шахты. Если обозначить число форсунок на каждом из уровней через /і, то угол а между ними должен быть равен 360/я. При числе уровней m угол сдвига между форсунками, расположенными на со­

лишь отдельные форсунки. Пример расположения и режима их ра­

форсунками каждых двух соседних уровней составляет 40°. В мо­

сгорания небольшой порции топлива среди материала шихты. Дли­ тельность впрыска и пауз выбирается в соответствии с требованиями

технологического процесса. Необходимо тщательно следить за пра­ вильностью работы системы управления форсунками, поскольку на­ рушения очередности их включения могут 'Привести к образованию сажи и кокса, нарушающего ход печи.

С )1968 г. в Ф Р Г более десяти известковообжигательных печен с суточной производительностью, от 100 до 220 г были оборудованы •импульсной системой отопления. В зависимости от размера печи им­ пульсные форсунки устанавливают на 2—і уровнях, по 4—112 форсу-

Рис. 103. Схема установки и управления импульсными форсунками нзвестковообжигательной печи:

Однако не подлежит сомнению перспективность известковообжига­ тельных печей с мазутным отоплением, обеспечивающих более вы­

На стендах для сушки и разогрева футеровки сталеразливочных ковшей необходимы горелочные устройства, способные работать без сажевыделения при эксплуатации на открытом воздухе, вне топки. Могут быть и особые случаи эксплуатации, когда загазованность в районе стенда становится недопустимой по условиям техники без­ опасности.

На заводе «Амурсталь» (г. Камсомольок-на-Амуре) сушка и разогрев футеровки промежуточных ковшей для установки непре­ рывной разливки стали осуществляются на разливочной площадке, расположенной на высоте 4,6 м, в зоне работы машинистов мосто­ вых кранов. Установленные на стендах форсунки высокого давления

конструкции Шухова не обеспечивали ібезоласньїх условий обслужи­ вания площадки. Институтом «Теплопроект» было рекомендовано заменить эти форсунки горелочны-ми устройствами с рециркуляцион­

В Казахском политехническом институте разработан ряд высо­ коскоростных топливо-кислородных форсунок различных типоразме­ ров, которые могут быть использованы для бурения шпуров прч очистке шлаковиков мартеновских печей, для отделения металла от шлаков и т. п. Факел форсунки имеет высокую температуру '(более

Бурение шлаков с помощью топливо-кислородных форсунок с успехом опробовано на ряде металлургических заводов страны. Ог­ невое буреше їв несколько раз производительнее и дешевле распро­ страненных в настоящее время механических методов. Однако глу­ бина шпуров ограничена вследствие вторичного спекания массы. Максимальная достигнутая глубина огневого бурения 2,3 м.

ГЛАВА VI

Н Е К О Т О Р ЫЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГОРЕЛОЧНЫХ УСТРОЙСТВ

1. ПУСК И КОНТРОЛЬ РАБОТЫ МАЗУТНЫХ ФОРСУНОК

Запальные устройства

Электроискровые запальники могут применяться в промышленных печах лишь при сжигании легкого жид­ кого топлива, например солярового масла. Известна усо­ вершенствованная конструкция электроискрового за­ пальника, позволившая снизить напряжение, подаваемое на электроды от индукционной катушки, с 10—'15 до 3— 4 кв [303]. Искровый разряд здесь заменен поверхност­ ным, возникающим между грибком, соединенным с под­ жигающей запальной свечой (например, типа СМ 55 АНМ), и окружающим его цилиндрическим наконечни­ ком. Перемещением наконечника можно регулировать величину кольцевого зазора, т. е. интенсивность разряда.

Для печей, работающих на мазутном или газо-мазут- ном топливе, может 'быть рекомендовано комбинирован­ ное электрогазовое запально-защитное устройство ЗЗУ, серийно выпускаемое таллинским заводом «Ильмарине». Оно представляет собой вспомогательную (пилотную) газовую горелку небольшой производительности с элек­ троискровым запалом, комплектуемую с индикаторами наличия пламени. Испытания устройства ЗЗУ-1 на круп­ ных паровых котлах с мазутными и газо-мазутными горелками [304] показали, что запалы-шк работает на­ дежно и устойчиво. Он может быть установлен либо в самом корпусе форсунки (горелки), либо в специальном канале, параллельном ее оси или наклоненном к ней под некоторым углом таким образом, чтобы факел запаль­ ного устройства достигал корня факела мазутной фор­ сунки. Расстояние от выходного отверстия канала . до корня факела должно быть минимально возможным, но не более 400 мм. В то же время температура зоны, в ко­ торой располагается наконечник канала, не должна превышать 600°С. Питание запального устройства мож­ но осуществлять от баллонов пропан-бутановой смесью. Необходимую емкость баллонов рассчитывают исходя

Заводом «Ильмарине» начат выпуск запального уст­ ройства ЗЗУ-4 усовершенствованной модификации, в комплект которого входят запальная горелка с высоко­ вольтным трансформатором и электромагнитным клапа­ ном на газовой магистрали, ионизационный и фотоэлек­ трический индикаторы наличия пламени (соответственно для наблюдения за запальным и основным факелами), а также приборы, управляющие включением вспомога­ тельной горелки и основного горелочного устройства.

Представляет интерес низковольтное запальное уст­ ройство, предложенное голландской фирмой Smitsvonk [305, 306]. Основным элементом устройства является конденсатор, подключаемый с помощью переключателя

В отличие от высоковольтных электрозапальных уст­ ройств, на интенсивность разряда не влияют побочные

замыкания (вследствие увлажнения, закокоовывания), возникающие на .полупроводящей поверхности изолятора. Достигается высокая устойчивость по отношению к ско­ рости топливо-воздушного потока, которая может быть сверхзвуковой. Благодаря особенностям конструкции ве­ личина искрового промежутка остается неизменной. За­ пальное устройство безопасно в эксплуатации.

Эксперименты показали, что запальное устройство низкого напряжения надежно работало, будучи погру­ женным в жидкое топливо. Отсутствие отрицательного влияния скорости воздуха позволяет установить запал в непосредственной близости от струи распыленного топ­ лива. Расположение запала определяется только типом форсунки и не зависит от производительности. В механи­ ческих форсунках, например, запал устанавливают под углом к оси форсунки у самой поверхности конуса рас­ пыливания. Запал может быть установлен также на вспомогательных магистралях (например, їв рециркуля­ ционных каналах), используемых для зажигания топли­ во-воздушной смеси. Срок работы электрозапала в про­ изводственных условиях при позиционном регулировании производительности форсунки не менее одного года.. Длительность эксплуатации ограничивается эрозией элек­ тродов под воздействием рабочей температуры и смачи­ вания электродов топливом, приводящей к постепенному увеличению искрового промежутка.

Необходимая энергия электрозапального устройства зависит от сорта топлива и от способа подготовки его к сжиганию. Тяжелое топливо нуждается в большей энер­ гии искры (8—16 дж). Для воспламенения легкого топ­ лива и в форсунках малой производительности достаточ­ но энергии в ,2—4 дж. Более тонкое распыливание топли­ ва также снижает требуемую величину энергии.

Конденсаторные запальные устройства выпускаются пяти типоразмеров — на 1, 2, 4, 8, и 16 дж. Фирма изго­ товляет также переносный электрогазовый запальный агрегат с пропановым баллончиком емкостью 0,6 кг, до­ статочным для 300 включений. Конденсаторные запалы питаются от батареи или от газоплотното аккумулятора.

Контроль наличия факела

Отказ запального устройства или неудачное воспла­ менение основного факела могут привести к хлопку или

взрыву при повторной попытке зажигания. Взрывоопас­ ные концентрации паров жидкого топлива в смеси с воз­

взрывное давление при хлопке горючей смеси паров жид­

температурами начала испарения и воспламенения низ-

Самовоспламенение топливо-воздушной смеси имело место лишь при температуре в топке выше 5О0°С (для тяжелых топлив температура самовоспламенения приб­ лижается к 900— 1000°С).

Приведенные факты свидетельствуют о важности ав­ томатического контроля за воспламенением топлива и сохранением факела. Если воспламенение топливо-воз­ душной смеси не произошло или факел погас во время работы печи, повторной подаче топлива должна предше­ ствовать вентиляция топочного пространства. Соблюде­ ние правил техники безопасности имеет особенно важное значение для толок с высокими удельными тепловыми напряжениями, так как относительно небольшие объемы многократно увеличивают опасность взрыва.

Автоматизацию процесса горения нельзя по этим причинам считать полной, если в ней отсутствует сис­ тема контроля факела, отключающая топливо в случае неудачного воспламенения или погасания факела. Пов­ торное включение форсунки следует осуществлять толь­ ко вручную после выяснения и устранения причины отк­ лючения и проведения необходимой вентиляции рабоче­ го пространства печи.

• Из большого числа способов автоматического конт­ роля факела, известных в настоящее время, наиболее

•Надежность функционирования приемников ультра­ фиолетового излучения зависит от условий их работы. Так, при температуре лампы ниже 50°С длительность эксплуатации превышает 10000 ч. Для снижения рабо­ чей температуры датчик желательно устанавливать в хо­ лодном конце визирной трубы, предусматривая одновре­ менно, если это необходимо, принудительную подачу ох­ лаждающего воздуха. Визировать датчик следует на об­ ласть развитого факела, удаленную от устья форсун к примерно на одну треть его длины. Направлять визир­ ную трубу датчика в зону, непосредственно примыкаю­ щую к амбр<азуре форсунки, нецелесообразно, так как в случае резких колебаний расходов воздуха и топлива фронт пламени может переместиться за пределы види­ мости датчика [308].

В схемах контроля факела на базе ультрафиолето­ вого излучения обычно предусматривается усиление сиг­ нала, полученного от индикатора, до уровня, достаточ­ ного для срабатывания электромеханических реле, включенных в систему управления работой форсунки. Возможные варианты электрических схем приведены в обзорной статье [309].

2. КОНТРОЛЬ ХИМИЧЕСКОЙ НЕПОЛНОТЫ СГОРАНИЯ

іПри сжигании мазута с небольшими избытками воз­ духа простейшего газового анализа, определяющего со­ держание С 0 2 , Ог и (СО, недостаточно. Для более четкой оценки химического недожога необходимо также знать

концентрацию в дымовых газах Н2 , СН4 , а в ряде слу­ чаев — и тяжелых углеводородов. Достаточно полный анализ продуктов сгорания может быть осуществлен на волюмометрических (объемных) газоанализаторах ВТИ-2, титрометрических приборах ВТИ-3 и с помощью

держанием этих газов в продуктах сгорания. При малых

Одесским технологическим институтом пищевой и холо­

нии состава нескольких синтетических смесей различны­

всегда могут быть реализованы. Опыт эксплуатации сви­ детельствует о недостаточной устойчивости показаний хроматографов, выпускаемых промышленностью, след­ ствием чего могут быть совершенно случайные резуль­ таты .анализа газов. .Нестабильность каталитической ак­ тивности платиновых элементов требует, в целях дости­

их состава вследствие, например, диффузии водорода через поры сосуда и адсорбции газа на поверхности ме­ талла. Известен ряд методик самостоятельного приго­ товления калибровочных смесей [312, 3 1 3 ] , однако их использование предполагает наличие чистых газов, при­ обретение или получение которых химическим путем часто связано с трудностями. Выход может быть найден