Горелки с принудительной подачей воздуха (вентиляторные).

В горелке с естественной тягой воздуха используется принцип инжекции, т.е. часть воздуха подсасывается из атмосферы за счёт разрежения, создаваемого при движении потока газа через горелку. При этом воздух смешивается с горючим газом.

Как правило, в горелках с естественной тягой поток воздуха, попадающий в горелку по принципу инжекции (первичный воздух), достигает не более 50% от того значения, которое необходимо для достижения идеального горения. Поэтому требуется наличие дополнительного количества воздуха в камере сгорания (вторичный воздух).

Инжекционные горелки крайне чувствительны к снижению разрежения в камере сгорания (тяга). Чем больше величина разрежения, тем большее количество воздуха всасывается внутрь и смешивается с газообразным топливом и наоборот, слишком маленькое разрежение является причиной горения при недостатке воздуха. В результате чего образуется крайне опасное токсичное вещество CO (угарный газ). Для предотвращения образования угарного газа в горелках с естественной тягой горение происходит при избытке воздуха (100% и более).

В горелках с форсированной тягой для обеспечения постоянства рабочих условий и безопасного (с точки зрения санитарно-гигиенических норм) горения применяется вентилятор, который обеспечивает подачу необходимого для горения воздуха в закрытую камеру сгорания. При этом количество первичного воздуха может достигать 100% от того значения, которое необходимо для идеального горения.

Первые две категории горелок, как правило, применяются в бытовых напольных и настенных котлах.

В вентиляторных горелках подача воздуха осуществляется напорными вентиляторами. Эти вентиляторы обеспечивают более или менее постоянные напор и производительность в не зависимости от тяги.

Использование вентиляторов позволяет добиться:

широкой области регулирования;

использования вентиляторных горелок с газоплотными теплогенераторами с высоким КПД;

оптимального смешивания топлива и воздуха;

низкого избытка воздуха и (как следствие) высокого КПД горения.

В горелках с принудительной тягой, газообразное топливо движется в том же направлении что и создаваемый вентилятором поток воздуха. При движении через головку горелки часть воздуха (первичный воздух) смешивается с газом и в виде газовоздушной смеси выходит через сопла горелки. Оставшийся воздух (вторичный воздух) подмешивается уже после выхода газовоздушной смеси из сопел. И. (по сравнению с атмосферными осадками) потерь давления на соплах, давление газа на входе в вентиляторную горелку обычно выше, чем в атмосферной.

Второй критерий, по которому можно классифицировать горелки, зависит от процентного содержания в смеси воздуха, участвующего в горении, и топлива, до того, как стабилизируется пламя. Предшествующее смешиванию процентное содержание можно разделить на следующие группы:

a) Газовые горелки с частичным предварительным смешиванием (например, - 50%);

b) Газовые горелки с полным предварительным смешиванием (100%);

c) Диффузионные горелки.

 

В первых двух случаях, смешивание газа и воздуха частично или полностью происходит до того, как смесь попадет в камеру сгорания. Поэтому горелки с форсированной тягой являются также и горелками с предварительным смешиванием.

Предварительное смешивание дает более быструю реакцию окисления, вследствие чего пламя у таких горелок короче. Кроме того, при постоянно устойчивом соотношении газ-воздух горение происходит тише.

В диффузионных горелках образование и горение газовоздушной смеси происходят более или менее одновременно. Для того, чтобы обеспечить экологически чистое горение с минимальным количеством избыточного воздуха, необходима повышенная турбулентность. Однако чем больше турбулентность потока, тем больше потери давления со стороны воздуха.

Горелки с принудительной тягой могут относится к типу горелок с предварительным смешиванием, и к типу диффузионных горелок.

Газообразное топливо может создавать с воздухом взрывоопасную смесь. Это происходит тогда, когда концентрация горючего газа достигает определённого значения, которое отличается у разных видов топлива. Чтобы исключить возможность образования взрывоопасной концентрации газовоздушной смеси и её взрыва в камере сгорания теплогенератора или дымоходе, в конструкции горелок с принудительной тягой предусмотрен предварительный этап вентиляции, который длится столько времени, сколько требуется для смены воздуха в камере сгорания.

В таблице 2 перечислены основные виды газообразного топлива и их теплотехнические характеристики.

 

Таблица 2. Характеристики газообразного топлива

Тип	Название	Тип по EN 476	Химическая формула или состав	Свойства	Удельная плотность при 15°C	Взрыво - опасная концентрация, %	Низшая теплотворная способность, мдж/нм³	Высшая теплотворная способность, мдж/нм³	Теор. необходимое количество воздуха для полного сгорания, м³ /нм³	Теор. количество влажных дымовых газов, м³ /нм³	Макс. CO2 в объемных %	Водяной пар в дымовых газах, кг/нм³	Точка росы °C	Число Воббе, мдж/нм³
Чистый газ	Метан	G20	CH4	Легкий газ	0,555	5-15	34,02	37,78	9,56	10,44	11,65	1,61	58	45,87
	Пропан	G31	C3H8	Тяжелый газ	1,555	24-9,3	88	96,65	24,37	26,16	13,7	3,29	54	77,51
	Бутан	G30	C4H10	Тяжелый газ	2,094	2-7,6	116,09	125,81	32,37	34,66	14	4,20	53	80,22
Смеси	Природ ный газ	G25	Пример: CH4 86% N2 14%	Тяжелый газ			29,25	32,49						37,39
	Сжижен ный нефтяной газ	-	Пример: пропан 70% бутан 30%	Тяжелый газ	1,686	2,1 -9,5	101,6	110,4	26,32	28,23	13,74	3,51	54	78,25
	Воздушно-пропановая смесь	-	Пример: газ 26,2%/воздух 73,8% состав газа: пропан 95%/ бутан 5%	Легкий газ	1,149	7,5 - 36	24,7	26,9	575	6,96	13,67	0,87	54	23,04
	Бытовой газ	-	Пример: Н2 54,5% CO 5,5% СН4 24,4% и т.д.	Легкий газ	0,397	5-30	20,9	23,6	4,33	4,98	10,03	0,92	62	33,17
	Биогаз	-	Пример: Метан 64% Двуокись углерода 34,6% Азот 1,2% Водород 0,2%	Легкий газ	0,896	7,8-23,4	23	25,5	6,12	7,05	16,85	1,03	57	24,3
(*)Тепловое значение дано для нормального кубического метра (Нм³ ), то есть для 1 м³ газа при атмосферном давлении и при 0°С. Часто используется стандартный м³ (стм³ ), который вычисляется при 15°С. 1 стм³ дает 8200 ккал. При измерениях, производимых при помощи счетчика газа, рекомендуется использовать стандартные м³.

Таблица 3. Названия жидкого топлива в основных странах потребителях

	Вязкость при 20°С		Вязкость при 50 °С
Вязкость [сСт]	1,2	6,25	6,25	11,8	21	29	37	45	53	80	88	76	114	150	180	222	300	380	460	550
Вязкость [°E]		1,5	1,5	2	3	4	5	6	7	1	9	10	15	20	24	30	40	50	60	70
ИТАЛИЯ	kerosene	Gasolio	aioccnioustlbleflulrJsimt			Olio combusti bile fl lido		aiorarnbustibiie		aiocrjmbustibile semidenso						aioccmbustfbtle denso
АНГЛИЯ	kerosene	Gas Oil (D)	light fuel oil (E)					medumfuel oil (F)						heavyfuel-oil (Q
ГЕРМАНИЯ		heizol EL	heizol L			heizol M		heizol s								heizol В
ФРАНЦИЯ	kerosene	FiouE Domestique	Roulrfioyen			FioulLourdNol										Flout LourdNO2
ГОЛЛАНДИЯ	Gasoil HBO 1	Gasoil HBO II	Navy special							Middezware stookolie				Zvvare stookolie
ГРЕЦИЯ		Light fuel oil	Mazoytni												Mazcyt n°2
НОРВЕГИЯ		Gasoil	Fyringsolje no 2	Fyringsolje no 5										Fyringsolje лоб
БЕЛЬГИЯ		Gasoil / fuel-oil leger	fuel-oil mcyen			fuel-oil Ecurd								foel-el! extra-EOufl*
ИСПАНИЯ		Gas-oil	FueHigero			Fuel-pesadono1										FUef-pssacfeiioS
ДАНИЯ		Fyringsgasolie	Fuel oile 1500"													Fuel olie 3500"
США	#1	#2	It			«5										f»6
ЯПОНИЯ	keros	gasoil	light fuel*					medumfuel oil								heavyfuel-oil
ЮАР	Paraffin	No 0 Diesel	LO1:0	FO150										HFF(HFO)
Вязкость при 100°F [секунды Сайболта]	32	38	45	85	125	140	173	205	250	280	315	355	529	700	831	1080	1420	1780	2180	2500
Вязкость при 100°F [секунды Ревуда 1]	28	35	41,5	76	110	120	155	185	220	250	280	320	466	625	733	925	1250	1600	1900	2200
					Вязкость при 100nF{37,78°e)										~9"				i

Замечание: данные, приведенные в таблице, являются ориентировочными

 

Таблица 4. Характеристики жидкого топлива

Итальянское торговое название	Внешний вид	Удельная плотность при 15 C по сравнению с водой	Вязкость		Химический состав				Вода и осадки %макс.	Низшая тепл отборная способность, мдж/кг	Высшая теплотворная способность, мдж/кг	Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания, м'/кг	Теоретическое количество влажных дымовых газов, м'/нм'	Водяной пар, кг/кг	Точка росы C	Макс. CO в % от объема	Предварительный подогрев перед сгоранием
			при 38 С Е/с сСт	при 50°С Е	С %	Н%	макс.	ЗОЛЫ % макс.
Керосин	Дистиллирован ная жидкость	0,81 (0,77-0,83)	1,6 сСт при 20-С		86,3	13,6	0.25	•	0,05	43,1	46,3	11,33	12,02	1,26		14,99	НЕТ
Дизельное топливо	Дистиллирован ная жидкость	0,84 (0,815-0,875)	2-7,4 сСт 1,12-1,6 С		86.3	13,4	0,50* (0.30)	0,01	0,05	42,7	45,6	11.24	11.89	1,20	95	15,25	НЕТ
Тяжелое дизельное топливо	Дистиллирован ная жидкость	0,86-0,875	6-12 сСт ПЗИ 20'С 1,4-2'Е при 20 С							?			?	?			ДА" 70-80'С
Лёгкий мазут	Маслянистый черный осадок от дистилляции + легкие фракции нефти	0,92		3-5			3	0,10	1	41	43,7	'0,7		1,05	145	15.6	ДА 100-110'С
Легкий мазут	Маслянистый черный осадок от дистилляции + легкие фракции нефти	0,94		5-7			4	0.15	1							15.7	ДА
МАЗУТ (высокое содержание S)	Маслянистый черный осадок от дистилляции	0,97		>7	85	11	4	0,20	2	40.2	42.7	10,57	11,14	0,99	150	15.8	ДА 120-140'С, а также предварительный подогрев для перекачивания топлива
МАЗУТ (низкое содержание S)	Маслянистый черный осадок от дистилляции	0,97		>7	85	11	1	0.20	2	40,2	42,7			0,99	130	15,8	ДА 120-140'С, а также предварительный подогрев для перекачивания топлива

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: