Для высокофорсированного сжигания газа в головной части циклонного реактора необходимо применять короткофакельные горелки. Как известно, наиболее короткий факел имеют горелки с полным предварительным смешением газа с воздухом. Типовые горелки полного предварительною смешения инжекционного типа, широко применяемые в промышленности, для отопления циклонных реакторов не пригодны. Из-за переменного противодавления в циклонном реакторе они теряют свое основное преимущество — авторегулируемость соотношения топливо — воздух при переменной нагрузке. Кроме того, из-за повышенного противодавления в циклонном реакторе газ к ин-жекционным однопроводным горелкам должен подводиться с повышенным давлением. Для отопления циклонных реакторов наиболее целесообразно применение дутьевых горелок предварительного смешения прямоточного типа с многоструйной периферийной или центральной подачей газа. Многоструйная подача газа под углом к потоку воздуха интенсифицирует смесеобразование и приводит к уменьшению длины и объема смесителя. При вводе газа под углом 90° к потоку воздуха при правильно спроектированном смесителе для завершения смешения требуется ориентировочно длина смесителя не более 25 диаметров газовыпускных отверстий [26].[ ...]
Для борьбы с проскоками пламени в смеситель и возникновением вибрационных режимов горения смеситель должен иметь конфузорный водоохлаждаемый носик. На рис. 7 показан один из вариантов конструкции дутьевой горелки предварительного смешения с конфузорным водоохлаждаемым носиком.[ ...]
Проскок пламени в смеситель является существенным недостатком горелок предварительного смешения, ограничивающим их производительность и уровень подогрева дутья, так как при этом горелка может быть разрушена.[ ...]
Испытаниям подвергались горелки предварительного смешения с длиной смесителя 80 калибров газовыпускных отверстии и диффузионная горелка типа «труба в трубе». Конструктивные схемы этих горелок показаны на рис. 8. Отопление циклона этими горелками представляет собой два крайних случая организации сжигания газа. Все другие варианты занимают промежуточное положение. При испытаниях циклонный реактор работал с одной горелкой. Изучению процесса горения при использовании горелки полного предварительного смешения предшествовало исследование качества смешения газа с воздухом в сечении, отстоящем от устья горелки на 2,5 ее калибра. Качество смешения было вполне удовлетворительным — отклонения локальных значений коэффициента расхода воздуха не превышали 20—25% от его среднего значения.[ ...]
Таким образом, использование для отопления циклонных реакторов длиннопламенных диффузионных горелок типа «труба в трубе» является нецелесообразным.[ ...]
Горелки внешнего смешения (диффузионные) могут успешно работать без проскоков пламени практически при любых скоростях истечения газа и воздуха, при любом подогреве компонентов горения, в том числе и до температур, превышающих температуру самовоспламенения газа, и без водяного охлаждения носика, что повышает надежность их работы. Работу диффузионных горелок можно существенно улучшить, если применить в них многоструйную подачу газа в поток дутьевого воздуха (см. рис. 8, в). Исследования [20] показали перспективность применения многоструйных диффузионных горелок в циклонных реакторах при высоких подогревах воздуха. При удельной тепловой мощности циклонного реактора до 9 МВт/м3 и коэффициенте расхода воздуха 1,08—1,1 даже недостаточно совершенные многоструйные диффузионные горелки, имевшие всего лишь семь газовыпускных отверстий, обеспечивают выгорание основной части топлива в головной части циклона (до 98% к сечению, отстоящему от крышки циклонного реактора на 0,7БЦ). На качество горения при использовании диффузионных горелок оказывает заметное влияние коэффициент расхода воздуха, особенно при низких его значениях. Величина оптимального коэффициента расхода воздуха несколько выше, чем у горелок предварительного смешения, и для исследованных типов диффузионных горелок составляет 1,08-1,1.[ ...]
Повышение коэффициентов расхода воздуха в большинстве случаев не является недостатком. Обычно через горелки, кроме воздуха, необходимого для сгорания газа, подается и воздух, необходимый для окисления примесей сточной воды. В связи с этим горелки любых типов должны работать с повышенными коэффициентами расхода воздуха.[ ...]
Близкие результаты по полноте сгорания газа в циклонных реакторах при использовании горелок предварительного смешения с различной степенью его завершенности можно объяснить тем, что в самом циклонном реакторе существуют очень благоприятные условия для перемешивания потоков вследствие их высокой турбулентности и особой аэродинамической структуры.[ ...]
Таким образом, для отопления циклонных реакторов газом могут использоваться горелки незавершенного предварительного смешения с возможно короткими смесителями (длина смесителя может быть менее 25 калибров газовыпускных отверстий) или короткофакельные диффузионные горелки.[ ...]
Число газовых горелок, используемых для отопления циклонного реактора, влияет на протяженность зоны горения и на равномерность полей концентрации и температур. Группу горелок следует устанавливать в головной части циклона и желательно в одном поперечном сечении. Применяемое иногда размещение горелок вдоль образующей циклона нецелесообразно, так как связано с искусственным растягиванием зоны горения газа. В этом случае процесс горения совмещается с технологическим, что неизбежно приводит к снижению удельных нагрузок реактора, а в случае огневого обезвреживания сточных вод по указанным выше причинам — к повышенному химическому недожогу, особенно при наличии в сточной воде ингибиторов горения углеводородного топлива.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема дутьевой прямоточной горелки предварительного смешения с водоохлаждаемым носиком. |
 |
| Схемы газовых горелок, испытывавшихся на стендовых циклонных реакторах |
 |
| Характер распределения концентрации газов в сечениях циклонного реактора |
 |
| Распределение температур продуктов сгорания в сечениях циклонного реактора |
 |