Организация сжигания природного газа
(Характерной особенностью сжигания природного газа является образование горючей смеси из резко различных по объему количеств газа и воздуха: на 1 м3 природного газа расходуется около 20 м3 горячего воздуха. Поэтому в горелке необходимое сечение для подвода газа невелико. Обеспечить хорошее перемешивание с воздухом в этих условиях можно только путем ввода газа в поток воздуха большим числом отдельных тонких струй с высокой проникающей способностью (скорость газа до 120 м/с при скорости основного потока воздуха 25—40 м/с). Газовые горелки являются горелками с частичным внутренним смешением, поскольку в пределах горелки не достигается полное перемешивание газа и воздуха, оно завершается уже в топочной камере. В результате небольшая часть газа в зонах высоких температур при нехватке кислорода подвергается термическому разложению (пиролизу) с образованием сажистых частиц. Поэтому при работе газовой горелки также создается достаточно яркий факел в топке с максимумом температуры горения на определенном удалении от амбразуры горелки, что снижает опасность ее обгорання.
В большинстве случаев ввод газа в воздушный поток выполняют перпендикулярно направлению движения воздуха. Возможен ввод газа и под некоторым углом а к линии токов воздуха (рис. 8.5). Для равномерного распределения газа в объеме воздуха глубина проникновения отдельных струй газа должна быть различной. Определяющей характеристикой при расчете проникновения газовой струи является глубина внедрения h, определяемая соотношением количеств движения газовой струи и воздушного потока и характеризующая расстояние по нормали от устья струи до места, где она принимает спутное направление движения с воздушным потоком [29].
Глубина внедрения струи определяется главным образом ее диаметром и отношением скоростей струи газа и воздуха. При выполнении газовых отверстий вдоль потока воздуха
5*
|
|
|
Рис. 8.5. Проникновение газовой струи в сносящий поток воздуха. А — одиночная струя при перпендикулярном вводе в поток; б — то же при вводе под углом а<90°; » — внедрение в поток многв - рядиых газовых струй; Я—поток воздуха; h — глубина пре - никновения струи. |
В несколько (2—3) рядов, равномерное распределение газа в воздушном потоке достигается путем уменьшения диаметра отверстий по направлению движения воздуха (рис. 8.5,в).
Определяющими параметрами газовой горелки являются:
1. Относительная длина зоны внутреннего смешения /см=£см/£>а, ГДЄ Da — ДИЭМвТр ВЫХОДНОЙ амбразуры горелки (рис. 8.6). Она характеризует условия частичного внутреннего смешения потоков.
|
Рис. 8.6. Схема газовой горелки с центральным вводом газа. В — ввод горячего воздуха; Г — подвод прираяного газ»; я. а. — Завнхривающий аппарат. |
|
67 |
2. Аэродинамический параметр, характеризующий интенсивность турбулентного смешения,
Где ш,.з — действительная скорость завихрен - ного потока воздуха, примерно равная удвоенной расходной (аксиальной) скорости; wB. з= =2о>а. Оптимальное значение параметра яа= = 1-М,2.
3. Размер, форма и расположение газовых отверстий, определяемые общей конструкцией горелки.
Возможен периферийный, центральный и двусторонний ввод газовых струй в поток воздуха в горелках. На рис. 8.6 показан центральный ввод газа.. Двусторонний ввод газа (с периферии и из центрального газового коллектора) применяют на мощных горелках (см. рис. 8.9).
