Для того чтобы газообразное топливо полностью сгорело, необходимо обеспечить хорошее перемешивание его с достаточным количеством воздуха и минимальную температуру для воспламенения. В зависимости от типа системы ввода природного газа в шахтную лечь и конструкции горелочных устройств эти условия удовлетворяются разными способами.
Периферийная диффузионная горелка, широко применяемая в шахтных печах, представляет собой отрезок трубы диаметром 25–40 мм с соплом 2 на конце, вставленный в прямоугольное отверстие в футеровке 3 шахты.
Газ под давлением 100–1000 мм вод. ст. вытекает из сопла со скоростью 25–100 м/сек в слой известняка 1. Так как межкусковое пространство не имеет прямых каналов, то энергия струи газа быстро падает от столкновения с кусками сырья и глубина проникновения струи в слой материала невелика (0,5–0,8 м от места ввода). Газ и воздух, двигаясь в межкусковом пространстве шихты, перемешиваются относительно медленно и полное сгорание топлива происходит на пути 2,5–3 м от места ввода (горелки).
При наличии в шихте значительного количества мелочи условия смешения газа и воздуха ухудшаются и часть газа не успевает выгореть в зоне обжига. Попадая в зону с температурой ниже 700°С (зона подогрева), газ даже при образовании газовоздушной смеси не сгорает и выбрасывается дымососом в атмосферу.
Периферийные диффузионные горелки самостоятельно применяются лишь в шахтных печах щелевидного или эллипсного сечения с размером одной из сторон не более 1,6 м. При этом необходимо использовать сырье с отношением размера мелких кусков к крупным не более 1: 1,6.
Для ввода газообразного топлива в центральную часть шахты широко применяют диффузионные горелки в виде водоохлаждаемых балок. Вода поступает в балочную горелку через патрубок 7 с температурой 10–15° С, а выходит через патрубок 1 с температурой 60° С.
Газ и первичный воздух выходят через сопло 3 и патрубки 4 в подбалочное пространство, где они смешиваются и газ частично сгорает. Основная же масса выходящего из горелки газа перемешивается со вторичным воздухом, двигаясь в межкусковом пространстве шахты, ввиду чего процесс выгорания газа растягивается по высоте шахты на 2,5–3 м.
Балочная горелка позволяет пропустить 400–600 м3/ч природного газа при давлении 0,2–0,5 кГ/см2 и 1000–1500 м3/ч воздуха при потере напора 40 мм вод. ст. Для ее охлаждения требуется от 2 до 5 м3/ч воды. Потери тепла с охлаждающей водой достигают 10% от общего расхода тепла на единицу продукции.
Применение воды в балке делает горелку опасной в эксплуатации. Для предотвращения несчастных случаев в патрубке 1на выходе воды из балки установлен манометрический термометр ТС-100, подключенный» сигнальной и предохранительной ( «лапан отсечки газа) аппаратуре.
Смесь газов, поднимаясь в зоне охлаждения печи вверх, смешивается с движущимся по шахте печи воздухом, образуя топливную смесь. Топливная смесь (природный газ, рециркуляционный газ и воздух), достигнув низа зоны обжига (температура 900°С и выше), воспламеняется и сгорает в пределах зоны обжига.
Вводимый е горелку рециркуляционный газ представляет собой часть отходящих печных газов и служит для разбавления природного газа. Разбавление природного газа необходимо по следующим причинам. Природный газ, как известно, состоит в основном из метана, пределы взрываемости которого в смеси с воздухом 5–15%. Температура воспламенения метана и смеси метана с воздухом 530–800° С.
Ввод инертного газа приводит также к повышению температуры воспламенения топливной смеси, что очень важно для предотвращения ее горения в зоне охлаждения печи. При соотношении смеси природного газа и рециркуляционного 1:3 температура воспламенения смеси повышается до 900–1100° С, что способствует сжиганию основной массы газа в пределах зоны обжига.
30.11.2010, 98 просмотров.
