U stávajícího hořáku, pokud jsou specifikovány dostupné tlaky plynu a vzduchu, jsou plynové hořáky vypočteny pro určení výkonu hořáku. Je také možné, že je nutné určit tlaky plynu a vzduchu dostatečné pro dosažení určitého výkonu hořáku Při návrhu nového hořáku se nejprve zvolí požadovaný typ hořáku, který poskytuje dlouhý nebo krátký, svítící nebo nesvítící hořák . Dále se při daném tlaku plynu a vzduchu vypočítá rychlost jejich výstupu z hořáku a určí se rozměry průtokových úseků, které poskytují požadovaný tepelný výkon hořáku. Pokud je třeba určit tlak plynu a vzduchu, pak je specifikována rychlost jejich výstupu z hořáku.
Při implementaci difúzního principu spalování, tj. když plyn a okysličovadlo vystupují z hořáku odděleně (viz obr. 4.1, a), jsou výstupní rychlosti plynu a vzduchu z hořáku voleny na základě úvah o jejich nejlepším promíchání při spalování. komora. Při spalování vysokopecního plynu je tedy doporučená rychlost vzduchu a plynu u štěrbinových hořáků v rozmezí 20-30 m/s, u rohových hořáků (viz obr. 4.4) – 30-40 m/s.
Při realizaci kinetických (viz obr. 4.1,6) nebo smíšených (viz obr. 4.1, c a d) principů spalování, kdy se plyn a vzduch nejprve zcela, neúplně nebo částečně smísí v hořáku, se rychlost výstupu plynu -vzduchová směs z ní by měla být větší než rychlost šíření plamene v této směsi za daných podmínek. Dodržení tohoto pravidla je nutné, aby se zabránilo vniknutí plamene do hořáku.
Zdánlivá rychlost šíření plamene použitá při výpočtu plynových hořáků závisí na složení směsi plyn-vzduch a čím vyšší, tím více vodíku obsahuje a tím vyšší je její teplota. Závisí také na rychlostním poli směsi a zvětšuje se s rostoucím průměrem hořáku a ohřevem stěn jeho výstupní části. Aby se zabránilo sklouznutí plamene do hořáku, rychlost směsi plynu a vzduchu, která z něj vytéká při spalování plynu s nízkou výhřevností, není nižší než 10-15 a s vysokou výhřevností – ne nižší. než 20-30 m/s.
Pro odhad potřebné délky plamene za podmínek tvorby směsi se používají různé semiempirické vztahy. Poznamenáváme pouze, že se zmenšováním výstupní velikosti hořáku se délka hořáku zmenšuje. Zvýšení spalného tepla plynu vede ke zvětšení požadované délky plamene, protože na jednotku paliva je větší hodnota V 0 B a pro smíchání plynu a vzduchu je zapotřebí delší dráha. Zvýšení koncentrace okysličovadla ve vzduchu vede k poklesu hodnoty, což také určuje výrobu kratšího hořáku.
Délka hořáku v laminární oblasti ReReKp délka hořáku málo závisí na zatížení. Zahřívání plynu vede ke zvýšení rychlosti jeho výstupu (zvýšení hybnosti), což urychluje proces míchání a zkracuje hořák. Zvýšení rychlosti proudění vzduchu (těsně přiléhající) a zvýšení jeho teploty také vede ke zkrácení délky hořáku.
Hořáky s předmísením plynu a vzduchu (viz obr. 4.1,6), u kterých dochází k úplnému nebo částečnému nasávání jednoho média druhým, jsou počítány jako klasická proudová zařízení.
Rozšířily se plynové hořáky, u kterých je proudění vzduchu příčně protínáno malými proudnicemi plynu jak s centrálním (obr. 4.5, a), tak periferním (viz obr. 4.5, b) rozvodem plynu. Pro zlepšení tvorby směsi může být vytváření proudů plynu v proudu vzduchu organizováno ve dvou nebo třech vrstvách (obr. 4.6).
Požadovaná relativní hloubka pronikání proudů plynu do proudu vzduchu může být určena vzorcem
kde dr – průměr otvorů pro výstup plynu, m; wr – skutečná rychlost plynu na výstupu z otvorů, m/s; wB – skutečná rychlost proudění vzduchu, m/s; Rг a pв – hustota plynu a vzduchu za daných podmínek, kg/m 3 ; Ks – koeficient úměrnosti v závislosti na poměru rozteče s mezi otvory k průměru otvorů dr – když se s/dT změní ze čtyř na nekonečno (jeden proud) Ks se pohybuje od 1,6 do 2,2; c – součinitel charakterizující poměr celkového a dopadajícího průtoku, tj. hmotnosti směsi a hmotnosti vzduchu:
tady B a VB – spotřeba plynu a vzduchu, m 3 /s.
Plynné palivo lze použít pro kotle libovolného výkonu. Celkový výkon všech hořáků musí poskytovat plný tepelný výkon zařízení, tj. odpovídat vypočtené spotřebě paliva (rozpětí 10-20 %). S rostoucím počtem hořáků klesá jejich jednotková produktivita. Zároveň je možné plynuleji regulovat výkon instalace vypínáním jednotlivých hořáků. Současně se zkomplikují vzduchové a plynové komunikace a provoz jednotky se poněkud zkomplikuje.
Pro spalování vysokopecního plynu se doporučuje používat štěrbinové hořáky se směšovacími cihlovými kanály, když jsou hořáky instalovány opačně na boční nebo přední a zadní stěnu topeniště. Používají se také vířivé a kombinované hořáky. Doporučuje se následující výpočet plynových hořáků: koeficient přebytku vzduchu na výstupu z pece aт = 1,1; objemová hustota uvolňování tepla qv = 0,24-0,25 MW/m3; tepelné ztráty chemickým nedopalováním qx.n= 1,5 %.
Při organizaci „bezplamenného“ spalování vysokopecního plynu pro zařízení s nízkou výrobou páry (do 5,5 kg/s)г = 1,05-M, 1; qv = 0,3/0,75 MW/m3;
Pro spalování zemního plynu se používají hořáky s centrálním nebo periferním přívodem plynu (obr. 4.5) s pultovou, rohovou a přední polohou. Doporučuje se následující konstrukce a charakteristiky procesu plynového hořáku: aт = 1,1; qv = 0,35/0,47 MW/m3; qx.n = 0,5%.
U kotlových instalací s plynotěsnými celosvařovanými clonami lze návrh plynových hořáků a návrhový koeficient přebytku vzduchu v topeništi snížit na 1,05. Při spalování plynu v netříděných pecích lze z důvodu ochrany vyzdívky před vysokými teplotami zvýšit součinitel přebytečného vzduchu na 1,2.Je třeba poznamenat, že hodnota qv se často volí z podmínky umístění požadovaného počtu výhřevných ploch síta. v peci ke snížení teploty plynu před konvekčními plochami. Použití zvýšeného tlaku dmýchání a speciálních zařízení pro zlepšení promíchávání plynu se vzduchem umožňuje výrazně zvýšit objemovou hustotu uvolňování tepla qv při zachování vysoké účinnosti spalovacího procesu. Příkladem toho je organizace spalování plynu v cyklonových komorách, kde hodnota qv je 5-10 MW/m3 nebo více.
- Hlavní
- Slovníček pojmů
- Pece
- Články o ohništích
- Knihy o ohništích
- Kontaktní informace
Zanechte své kontaktní údaje a naši manažeři vás budou kontaktovat
Práva k textům, fotografiím, obrázkům a dalším výsledkům duševní činnosti umístěné na webových stránkách topky.ru podléhají právní ochraně v souladu s aktuální legislativou Ruské federace, Občanským zákoníkem Ruské federace (část čtvrtá) ze dne 18.12.2006. prosince , 230 č. XNUMX-FZ. Použití (reprodukce, distribuce, zpracování atd.) jakýchkoli materiálů umístěných na této stránce je zakázáno bez písemného souhlasu držitele autorských práv. Takové použití je nezákonné a znamená odpovědnost stanovenou platnými právními předpisy Ruské federace.
Vezměte prosím na vědomí, že tato webová stránka slouží pouze pro informační účely a není veřejnou nabídkou ve smyslu ustanovení článku 437 (2) občanského zákoníku Ruské federace. Pro podrobné informace o dostupnosti, ceně, konfiguraci tohoto zboží a (nebo) služeb kontaktujte prosím vedoucí obchodního oddělení pomocí speciálního kontaktního formuláře nebo telefonicky: 8-800-700-17-43.
Pouze dnes: sleva až 20 % jako dárek k vaší první objednávce.
Jakou práci mám napsat?
7 Vlastnosti výpočtu plynových hořáků Přesný výpočet plynových hořáků je úkol nepřiměřeně složitý, proto praxe vyvinula různé metody přibližného výpočtu, které dávají vcelku přijatelné výsledky. Rýže. 1. Schémata přívodu plynu do příčného proudu vzduchu a) ve středu, b) z periferie Plynové hořáky, ve kterých je proud vzduchu příčně protínán malými proudy plynu, jsou široce používány v elektrárnách, zatímco plyn může být napájeno centrálním potrubím (trubkový hořák v trubce”) (obr. 1a) nebo z periferie (obr. 1b). Proud plynu, který proniká proudem vzduchu, bude tímto proudem unášen. Po dosažení určité vzdálenosti od stěny rozdělovače plynu h středová osa proudu plynu se bude shodovat se směrem proudícího vzduchu. Tato vzdálenost se nazývá hloubka průniku paprsku do driftového proudu a závisí na průměru trysky dc vytékající proud a poměr rychlosti (Wг, Wв) a hustoty (ρг, ρв) plyn a vzduch. Pro rovnoměrnější rozložení proudů plynu po průřezu hořáku a pro lepší promíchání plynu se vzduchem jsou vyrobeny plynové trysky ve dvou řadácha první (podél vzduchu) řada trysek má větší průměrnež ten druhý. Základním vzorcem pro výpočet takových hořáků je závislost získaná na základě četných experimentů Yu.V. Ivanova pro stanovení relativní hloubka průniku proudů plynu v příčném proudění vzduchu: , (1) kde Кs – empirický koeficient v závislosti na relativní rozteči mezi tryskami umístěnými ve stejné řadě. Obrázek 2 ukazuje přibližnou povahu geometrie plynových trysek proudících do příčného proudu vzduchu. Vlivem proudění vzduchu se trajektorie paprsku zakřiví a samotný paprsek se díky rozostření difuze rozšíří. V úseku, kde osa proudu plynu nabírá směr proudění vzduchu, je jeho jmenovitý průměr podle experimentálních údajů: dstránku= 0,75h . (2) Rýže. 2. Schéma rozložení proudů plynu v příčném proudění vzduchu Otvory (trysky) pro výstup plynu musí být umístěny tak, aby proudnice v úseku, kde nabírají směr proudění, překrývaly celý úsek. Při výpočtu plynových hořáků pro určení hloubky průniku paprsku pomocí vzorce (1) je nutné předem nastavit hodnoty rychlostí plynu a vzduchu a vycházet z doporučení získaných experimentálně. Metoda výpočtu plynového hořáku Schéma hořáku typu „pipe-in-pipe“ je znázorněno na obr. 3. Rýže. 3. Koaxiální hořák typu „pipe-in-pipe“: 1 – požární tryska se špetkou, 2 – lopatky, 3 – vzduchová komora, 4 – rozdělovač plynu Počáteční data pro výpočet Poměr přebytečného vzduchu α Rychlost vzduchu Wв , m/s Rychlost plynu na výstupu z trysky Wг , m/s Teplota horkého vzduchu tв , ºC Teplota plynu tг , ºC Objemový průtok plynu k hořáku (u č.) G о г , m 3 / h Rychlost plynu v potrubí (v potrubí plynu) Wg.tr. , m/s Složení plynu podle objemu, %: CH4 C2H6 C3H8 C4H10 , N2 , CO2 Hustota plynu (při 0 o C) ρ о г , kg/m 3 Spalné teplo plynu Qi d , MJ/m 3 Postup výpočtu 1. Podle materiálové bilance procesu spalování plynu (viz poznámky k přednášce) jsou určeny: 1.1. Objem vzduchu teoreticky potřebný ke spálení plynu V o m3/m3 1.2. Teoretický objem spalin: 1.2.1. Objem tříatomových plynů , m 3 / m 3 1.2.2. Objem dusíku , m3/m3 1.2.3. Objem vodní páry , m 3 / m 3 1.2.4. Celkový teoretický objem spalin V o г , m 3 / m 3 1.3. Skutečný objem vzduchu V m3/m3 1.4. Skutečný objem spalin: 1.4.1. Objem tříatomových plynů: , m3/m3 1.4.2. Objem dvouatomových plynů: , m3/m3 1.4.3. Objem vodní páry , m 3 / m 3 1.4.4. Celkový skutečný objem spalin Vг , m 3 / m 3 2. Skutečný objemový průtok vzduchu (při dané teplotě vzduchu) Gв m3/s 3. Skutečný objemový průtok plynu (při dané teplotě plynu) Gгm3/s , m 3 /s 4. Z rovnice proudění plynu se určí vnitřní průměr potrubí přívodu plynu (plynového potrubí) (obr. 2) dext : Kde Wg.tr – rychlost plynu v zásobníku. 5. Vnější průměr rozdělovače plynu dн =dext +2umění., kde tloušťka stěny kolektoru plynu δumění. = 4 mm. 6. Z rovnice proudění vzduchu je určen vnitřní průměr vnějšího přívodního potrubí vzduchu Dext. 9. Definice hloubka průniku velké и malé proudy plynu do proudu vzduchu. Při výpočtu hloubky průniku proudů plynu proudících z velkých a malých trysek se předpokládá, že v úseku, kde velký a malý proud nabírají směr proudění vzduchu, se dostanou do vzájemného kontaktu a vnější hranice velké proudy dosahují vnější hranice prstencového kanálu. V tomto případě průměry trysek podle vzorce (2): Dstránku = 0,75H и dstránku = 0,75h . Z diagramu šíření paprsku v prstencovém kanálu (obr. 2) vyplývá, že hloubka průniku velké trysky → → a malý → → . 10. Pomocí vzorce (1) se určí průměry velké dб и malé trysky dм (je přijímáno Кs= 1,6) 11. Za předpokladu, že podle doporučení je s centrálním přívodem plynu 80 % jeho objemu dodáváno velkými tryskami a 20 % malými tryskami, jsou určeny geometrické charakteristiky hořáku: celková plocha velké a malé trysky , , počet velkých a malých trysek , , krok instalace velkých a malých trysek , . Předpokládá se, že počet velkých a malých trysek je násobkem 4.
