Существенным недостатком горелок предварительного смешения является проскок пламени в смеситель, ограничивающий температуру подогрева дутья и производительность горелок ввиду опасности их разрушения. Для того чтобы избежать проскоков пламени, проектируют горелки на технологически неоправданные высокие скорости вылета газовоздушной смеси из носика при узком диапазоне регулирования производительности, особенно при использовании подогретого дутья и повышенной производительности горелки.[ ...]
Для борьбы с проскоками пламени в смеситель и возникновением вибрационных режимов горения смеситель должен иметь конфузорный водоохлаждаемый носик. Борьба с проскоками пламени значительно упрощается при использовании горелок предварительного смешения с укороченными смесителями, в которых смешение газа с воздухом полностью не завершается (горелки с неполным предварительным смешением).[ ...]
Для выяснения влияния предварительного смешения газа с воздухом на процесс горения в циклонном реакторе и возможности использования горелок с неполным предварительным смешением, а также горелок без предварительного смешения (диффузионных) на стендовом циклонном реакторе МЭИ проведена серия сравнительных экспериментов по изучению процесса горения природного газа [144].[ ...]
Распределение концентраций и температур в газовом потоке в двух контрольных сечениях для двух вариантов горелочных устройств представлено на рис. 3.2 и 3.3. Горелка с полным предварительным смешением обеспечивала высокую полноту сгорания газа в головной части циклонного реактора. Например, в верхнем контрольном сечении (на расстоянии 0,4 А, от крышки реактора) полнота сгорания составляла 98,2—100%, в нижнем — 98,5—100%.[ ...]
При высоком подогреве дутьевого воздуха и обогащении его кислородом применение горелок с полным предварительным смещением сильно осложняется ввиду опасности проскока пламени в смеситель горелки. Экспериментально установлено. [145], что критическая скорость вылета газовоздушной смеси из горелки при проскоке пламени прямо пропорциональна диаметру выходного сечения горелки и пропорциональна температуре смеси в степени 1,65. Таким образом, борьба с проскоками пламени усложняется не только при повышении температуры подогрева дутья, но и при увеличении калибра горелки.[ ...]
Диффузионные горелки могут успешно работать без проскоков пламени при любых скоростях истечения газа и воздуха, при любом подогреве компонентов горения (в том числе и до температур, превышающих температуру самовоспламенения) и без водяного охлаждения выходной части горелок, что повышает надежность их работы. Длину факела диффузионных горелок можно существенно уменьшить, применив многоструйную подачу газа в поток дутьевого воздуха (рис. 3.4, а). Исследования авторов показали перспективность применения таких горелок для отопления циклонных реакторов 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 горелки, имеющие всего лишь семь газовыпускных отверстий, обеспечивают выгорание основного количества газа (до 98%) в головной части реактора (в объеме, ограниченном сечением, отстоящим от крышки реактора па 0,7 £>ц).[ ...]
На стендовых циклонных реакторах МЭИ были испытаны газовые горелки с короткими смесителями при многоструйной подаче газа, в которых смешение газа с воздухом не завершалось полностью. Полнота сгорания газа в этих горелках близка к результатам, полученным при использовании горелок с полным предварительным смешением. Высокая полнота сгорания газа в головной часта циклонного реактора наблюдалась и при использовании горелок с неполным предварительным смешением. в которых многоструйная подача газа была заменена подачей через периферийную кольцевую щель (рис. 3.4,6). При удельной мощности реактора 5 МВт/м3 и коэффициенте расхода воздуха не выше 1,05 к сечению, отстоящему от крышки реактора на 0,58 0„, выгорало 98—99% газа.[ ...]
Близкие значения полноты сгорания газа в циклонных реакторах при использовании горелок с полным и неполным предварительным смешением можно объяснить тем, что условия в реакторе благоприятны для перемешивания газовых потоков вследствие их высокой турбулентности и особой аэродинамической структуры.[ ...]
Таким образом, для отопления циклонных реакторов газом могут быть использованы горелки с неполным предварительным смешением и короткими смесителями (длина смесителя может быть мепее 25 калибров газовыпускных отверстий) или короткофакельные диффузионные горелки.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Распределение концентрации газов Сг в сечениях циклонного реактора |
 |