 |
65. Особенности подготовки греющей среды
|
|
|
|
65. ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ ГРЕЮЩЕЙ СРЕДЫ
В КОНВЕКТИВНЫХ ПЕЧАХ, РАБОТАЮЩИХ
С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ГАЗОВ
Процессы нагрева изделий в пламенных печах садочного типа определяются в первую очередь состоянием газовой среды, заполняющей рабочее пространство, в частности, температурным уровнем и изотермичностью этой среды.
В связи с этим приобретают большое значение вопросы подготовки греющей среды за счет рециркуляции газов и организации движения греющей среды в рабочем пространстве печи.
Рециркуляция газов в рабочем пространстве характеризуется кратностью. Под кратностью рециркуляции будем понимать число, показывающее во сколько раз количество газов, участвующих в теплообмене в рабочем пространстве, больше количества газов, образующихся от сжигания топлива в печи при теоретическом расходе воздуха.
М = Vт / V0,
где М - кратность рециркуляции в рабочем пространстве;
Vт - количество газов, участвующих в теплообмене в рабочем пространстве;
V0 - количество газов, образующихся от сжигания топлива с теоретическим расходом воздуха.
Сущность подготовки греющей среды при рециркуляции газов заключается в том, что газы, вводимые в рабочее пространство, прежде чем вступят в соприкосновение с нагреваемыми изделиями, обязательно перемешиваются с газами рабочего пространства, благодаря чему поддерживается некоторый средний температурный уровень
печи на заданном значении.
Рециркуляция газов в рабочем объеме печи может быть создана за счет применения специальных вентиляторов, за счет энергии топливно-воздушных струй, вытекающих из горелок или форсунок, за счет энергиивоздушных струй, вытекающих из специальных сопел.
|
|
|
Печи, рециркуляция газов в которых осуществляется с помощью вентилятора, применяют в случаях, когда температура рабочего пространства не превышает 600 - 700о. Это связано стяжелыми температурными условиями работы элементов вентилятора ( лопасти, оси, подшипники ).
Создание рециркуляции с помощью топливно-воздушных или воздушных струй в значительной мере зависит от вида сжигаемого топлива ( газ, мазут ), и от температуры в рабочем пространстве печи. В обоих случаях горение выносится из рабочей камеры печи. В настоящее время нашли применение два способа сжигания топлива в рециркуляционных печах.
66. Первый способ сжигания топлива
Заключается в том, что процессы горения топлива и смесеобразования совмещены и происходят непосредственно в инжекторе. В этом случае топливо-воздушные струи из горелок подаются непосредственно в инжекционные устройства. За счет энергии струй происходит подсасывание газов из рабочего пространств печи и образование греющей среды.
Указанный способ сжигания применим главным образом в том случае, когда температура рабочего пространства печи выше температуры воспламенения топлива. Если температура печи ниже температуры воспламенения топлива, то вследствие подсоса в печном инжекторе к топливо-воздушной смеси больших количеств рециркулята, возможно нарушение стабильности горения. ( Для природного газа температура воспламенения
~ 700 ¸ 800oС).
В целях обеспечения высокой кратности рециркуляции, энергия топливо-воздушных струй, вытекающих из горелок, должна быть как можно большей.
При первом способе сжигания топлива возможны два варианта работы горелочных устройств.
Первый вариант - когда расход воздуха, подаваемого через горелку, не регулируется, т. е. сохраняется постоянным и соответствующим максимальному расходу топлива.
|
|
|
В первом варианте обеспечивается постоянство газов, участвующих в теплообмене в рабочем пространстве печи. одновременно упрощается управление тепловой работой печи, т. к. отпадает необходимость регулирования соотношения топливо - воздух. С другой стороны в периоды минимального расхода топлива потери тепла с уходящими газами резко возрастают, т. к. коэффициент расхода воздуха в продуктах горения будет возрастать в соответствие с уменьшением расхода топлива. Кроме того, при работе печи при температуре ниже температуры воспламенения топлива, достаточно трудно обеспечить полное сжигание топлива.
Второй вариант- когда расход воздуха, подаваемого через горелку, меняется в соответствие с изменением расхода топлива на печь.
Во втором варианте сохраняется постоянство соотношения топливо - воздух в течение всего процесса нагрева изделий и поэтому можно избежать возрастания потерь тепла с уходящими газами в отдельные периоды нагрева.
Однако это приводит к уменьшению количества газов участвующих в теплообмене, что усложняет решение задачи связанной с равномерностью теплоперехода по поверхности садки, особенно в конечный период нагрева, когда расходы малы.
67. ВТОРОЙ СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА
Заключается в том, что топливо сжигается в топках, расположенных под каждым инжекционным устройством. Рециркуляция газов в рабочем объеме, и образование греющей среды в этом случае должны осуществляться за счет вентиляторного ( вторичного ) воздуха, вводимого в инжекционные устройства через специальные сопла . Наличие отдельной камеры для сжигания топлива обеспечивает стабилизацию процессов горения и позволяет применять этот способ сжигания для рециркуляционных печей работающих в любом диапазоне температур.
При указанных условиях возможен вариант двухстадийного сжигания топлива: первая стадия в выносной топке с коэффициентом расхода воздуха 0, 7 ¸ 0, 8; вторая, связанная с дожиганием продуктов неполного горения, - в инжекционном устройстве за счет струи воздуха создающего рециркуляцию.
Способ сжигания топлива в выносной топке применимкакприиспользовании газообразного топлива, так и жидкого топлива. Кроме того, этот способ сжигания предпочтителен и при температуре печи ниже температуры воспламенения газа.
|
|
|
Поскольку расход вторичного воздуха (создающего рециркуляцию) в процессе нагрева не изменяется, то соответственно не изменяется и количество продуктов горения участвующих в процессе теплообмена, что обеспечивает высокую равномерность теплоперехода по поверхности садки и, соответственно, высокую равномерность нагрева.
Литература
1.
2.
|
|
|
