Tipuri și dispunerea arzătoarelor pe gaz. Tema: Clasificarea arzatoarelor pe gaz

Dintre diferitele tipuri de arzatoare, arzatoarele pe gaz sunt cele mai solicitate. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece avantajele unui astfel de echipament sunt evidente. Putem spune cu încredere: merită să cumpărați un arzător pe gaz pentru a rezolva sarcinile corespunzătoare cât mai eficient și rațional.

Principalele avantaje arzatoare pe gaz:

• fiabilitate și ușurință în exploatare, în comparație cu dispozitive precum arzătoare de ulei sau arzătoare de ulei;
• gazul este cel mai accesibil tip de combustibil din punct de vedere financiar, dacă există o conductă de gaz, atunci nu vor fi probleme cu livrarea gazului;
• modelele moderne de arzătoare pe gaz sunt echipate cu sisteme care automatizează funcționarea acestora, ceea ce îmbunătățește semnificativ performanța echipamentului, făcându-l mai sigur, mai convenabil și fără probleme în funcționare;
• o gamă largă de capacități arzătoare: printre varietatea de pe piața modernă, puteți găsi și cumpăra cu ușurință arzătoare pt uz casnic sau, de exemplu, arzatoare pentru marile instalatii industriale.

Cu toate acestea, este indicat să vorbim despre anumite avantaje ale arzătoarelor doar dacă modelul este ales corect. Ridica echipamentul necesar permite o idee clară în ce tip de arzător este optim pentru utilizare anumite condiții. Având în vedere clasificarea existentă a arzătoarelor pe gaz, va fi mai ușor de navigat.

Există mai multe motive pentru a împărți acest echipament în grupuri.

1. După sfera de aplicare

Pe această bază, ei disting:

• arzătoare universale care sunt potrivite pentru majoritatea tipurilor de cuptoare și cuptoare;
• modele speciale care au fost dezvoltate pentru utilizare în cuptoare cu un anumit design.

Desigur, arzatoarele speciale trebuie folosite strict in scopul propus, tinand cont de faptul ca sunt incompatibile cu instalatiile de ardere de orice alt tip.

2. După metoda de primire amestec de combustibil

Gazul din arzătoare în formă pură nu este ars, este inclus în amestecul de combustibil împreună cu aerul. Formarea amestecului de combustibil poate fi efectuată în diferite moduri. În funcție de aceasta, arzătoarele pot fi împărțite în trei grupuri:

• arzatoare cu injectie, in care aerul este furnizat prin aspiratie;
• arzătoare cu explozie, în care aerul este furnizat prin injecție;
• modele de difuzie, care se caracterizează prin fluxul natural de aer către flacără.

De obicei, arzătoarele cu injecție fac parte din cazan, în timp ce modelele de ventilație sunt achiziționate ca echipamente separate. Cu ajutorul unui arzător cu explozie, se poate asigura un control lin și cel mai precis al puterii echipamentului, ceea ce face posibilă creșterea eficienței sistemului datorită utilizării raționale a combustibilului, adică a gazului. Odată cu funcționarea optimă a echipamentului, nu se economisește doar combustibil, ci și dioxidul de carbon intră în mediu în cantități mai mici. Cu toate acestea, arzătoarele cu explozie au și unele dezavantaje. Principalul lor dezavantaj este nivelul ridicat de zgomot de funcționare.

Arzătoarele cu gaz de explozie în sine, la rândul lor, pot fi, de asemenea, împărțite în trei subspecii, în funcție de tipul de alimentare cu aer. Putem vorbi despre alimentarea forțată cu aer în combinație:

• cu preamestec complet;
• cu preamestec parțial;
• fără preamestec.

Pentru a crește intensitatea obținerii unui amestec gaz-aer se folosesc diferite tehnologii de amestecare: gazul poate fi dirijat sub formă de jeturi subțiri care sunt distribuite la un anumit unghi față de fluxul de aer; gazul poate fi împărțit în fluxuri mici, în care va avea loc amestecarea: fluxurile de aer și gaze pot fi agitate sub influența echipamentelor speciale încorporate.

Cu alimentarea cu aer artificial, este posibil să se realizeze o creștere a intensității arderii amestecului de combustibil, ceea ce face posibilă atingerea puterii maxime.

3. Dupa puterea calorica a combustibilului ars in arzatoare

Pe această bază, arzătoarele cu gaz sunt împărțite în trei grupuri:

• modele cu conținut scăzut de calorii. Se folosesc la arderea gazelor, a căror putere calorică nu depășește 8 MJ/m3. Poate fi furnal sau gaz generator;
• modele cu calorii medii. Acest tip de arzatoare se caracterizeaza prin puterea calorica a combustibilului in medie 8-20 MJ/m3. Ar putea fi gaz de cocos;
• modele bogate in calorii. În acest caz, puterea calorică minimă a combustibilului va fi de 20 MJ/m3. Arzatoarele cu putere calorica ridicata sunt folosite pentru arderea petrolului si gazelor naturale asociate.

4. După localizarea flăcării

• pe o suprafață refractară;
• în masă refractară poroasă, granulară sau perforată;
• într-o torță liberă;
• într-un tunel sau cameră de ardere (refractar).

Ultimele două soiuri sunt folosite în cazanele destinate încălzirii lichidului de răcire (aer, apă și așa mai departe). Primele două tipuri sunt utilizate pentru încălzire prin metoda radiației infraroșii.

5. Suprapresiune

De asemenea, se disting trei grupe: arzătoare de joasă presiune (până la cinci kPa), modele de presiune medie (5-30 kPa) și modele presiune ridicata(mai mult de 30 kPa). Modelele de presiune medie și joasă sunt cele mai căutate astăzi. În ceea ce privește dispozitivele de înaltă presiune, domeniul de aplicare al acestora este acest moment limitat la arderea gazelor cu putine calorii.

Clasificarea arzătoarelor pe gaz prezentată mai sus este cât se poate de completă, datorită căreia chiar și nespecialiștii vor putea naviga în varietatea de modele de arzătoare de pe piață astăzi și vor putea face alegerea corectă.

Evaluează-ți cerințele, dorințele, oportunitățile, selectează pentru tine cel mai mult caracteristici semnificative arzătoare, fără a uita zona de utilizare prevăzută, încărcare, și puteți găsi cu ușurință o opțiune care vi se potrivește din punct de vedere al tuturor caracteristicilor. Amintiți-vă că alegerea corectă este cheia pentru funcționarea eficientă a unui arzător pe gaz pentru o lungă perioadă de timp.

În literatura de specialitate, arzătoarele pe gaz se clasifică după: a) căldura de ardere a gazului; b) presiunea gazului în rețea; c) numire; d) metoda de ardere a gazelor; e) metoda de alimentare cu aer; e) caracteristici de proiectare etc.

Arzatoare cu difuzie. Au toate fluxurile de aer necesare către flacără din atmosfera înconjurătoare. Aceste arzătoare sunt insensibile la fluctuațiile presiunii gazului, au o gamă mare de control, dar necesită un volum semnificativ al camerei de ardere.

Finalizez procesul de ardere. Acest lucru se datorează ratei scăzute de amestecare a gazului cu aer, ceea ce duce la creșterea lungimii pistoletului. Pentru gazele cu căldură mare de ardere, care necesită cantități mari de aer pentru arderea completă, astfel de arzătoare sunt rar utilizate.

2 A. s. Isserlin

arzatoare de inspectie. Formarea amestecului gaz-aer are loc parțial sau complet în interiorul arzătorului însuși, astfel încât acestea sunt împărțite în arzătoare de amestecare parțială și completă. Cu arzătoare cu amestec complet, arderea se finalizează într-un volum minim. În arzătoarele cu amestec parțial, doar o parte din aerul necesar arderii intră în interiorul arzătorului ca aer primar, în timp ce restul aerului (secundar) intră în arzător din exterior. În acest caz, procesul de amestecare este întârziat, iar torța este mai lungă. Alimentarea cu aer și formarea unui amestec gaz-aer în arzătoarele de injecție se produce prin aspirarea (ejectarea) aerului datorită energiei jetului de gaz.

Arzătorul de injecție (fig. 3) este format din patru părți principale: duză de gaz, mixer, duză arzător și regulator de aer primar.

duză numită gaură calibrată prin care se alimentează arzătorul cu gaz combustibil. Îndeplinește două sarcini: trece o anumită cantitate de gaz în arzător și transformă energia potențială a gazului în energia cinetică a jetului de gaz, iar rata de ieșire a gazului din duză este destul de semnificativă. Astfel, căderea de presiune în duză este de 150 mm apă. Artă. creează o viteză a jetului de scurgere de aproximativ 50 m/sec.

Principala dimensiune care caracterizează duza este diametrul acesteia. Diametrul duzei trebuie să corespundă strict cu datele calculate, deoarece de aceasta depind performanța arzătorului și capacitatea sa de injectare. Duza conferă jetului care curge o anumită formă și direcție.

Mixer Arzătorul este utilizat pentru a amesteca gaz cu aer, adică pentru a obține un amestec omogen gaz-aer și pentru a egaliza viteza pe secțiunea transversală a arzătorului. Mixerele, in functie de tipul de arzator, sunt realizate fie sub forma unui sistem format dintr-un injector, un gat cilindric si un difuzor, fie sub forma unei conducte cilindrice.

Injectorul cu partea sa de expansiune este orientat spre duză. Când gazul iese din duză cu viteză mare, se creează un vid în injector, datorită căruia aerul este aspirat din atmosfera înconjurătoare. Aerul care intră în arzător

Este amestecat cu gaz, în timp ce viteza pe secțiunea transversală a injectorului este distribuită foarte neuniform.

Pentru a egaliza debitul amestecului de gaz-aer peste secțiunea transversală, partea cilindrică din mijloc a mixerului - gâtul - servește. Este partea cea mai îngustă a acesteia. Diametrul gâtului este un factor semnificativ pentru arzătoarele cu injecție. Raportul dintre diametrul gâtului și diametrul duzei determină coeficientul de injecție al arzătorului, adică cantitatea de aer aspirată prin mixer. Dacă, de exemplu, coeficientul de ejecție DAR egal cu 8,0, aceasta înseamnă că pentru fiecare metru cub de gaz arzătorul se ejectează

8,0 m3 de aer. Prin urmare, coeficientul de aer în exces este definit ca raportul dintre coeficientul de ejecție și cantitatea de aer necesară teoretic pentru ardere, adică

Difuzorul este folosit pentru a converti o parte din presiunea de viteză a fluxului în presiune statică, care este necesară pentru a depăși rezistența ulterioară a arzătorului. În difuzor se finalizează amestecarea gazului cu aerul, iar la ieșirea din acesta se observă o egalizare completă a concentrațiilor pe secțiunea transversală.

duze Arzătorul este conceput pentru a furniza un amestec gaz-aer și poate avea o formă diferită. Este adesea combinat structural cu un stabilizator (de exemplu, într-o placă sau un stabilizator inel). Uneori, arzătorul este atașat cu o duză la aparat pe gaz sau camera de ardere.

Regulator de aer primar servește la reglarea cantității de aer care intră în arzător. Cel mai adesea se realizează sub forma unei șaibe sau a unui amortizor de reglare a aerului. Uneori este combinat structural cu un dispozitiv de suprimare a zgomotului (de exemplu, pentru arzătoarele cu injecție de presiune medie cu stabilizatori lamelari proiectați de Mosgazproekt).

Arzătoarele cu injecție cu amestec complet sunt de obicei proiectate să funcționeze cu un raport de aer în exces de 1,05-1,15. În arzătoarele cu injecție cu amestec parțial, coeficientul excesului de aer primar este în intervalul 0,3-0,6.

În arzătoarele cu injecție de amestecare completă, este posibilă arderea întregului amestec gaz-aer pe suprafețe refractare, care, atunci când sunt încălzite, dau radiații termice concentrate. Acest tip de arzător cu injecție se numește arzător cu infraroșu.

Arzătoare cu alimentare forțată cu aer. Tot aerul necesar arderii este furnizat de un ventilator. Aceste arzătoare sunt adesea denumite și arzătoare cu două fire. Pe fig. 4 prezintă diagrame ale celor mai comune arzătoare cu aer forțat. Arzătorul din fig. 4a are o alimentare periferică cu gaz, adică gazul este furnizat sub formă de jeturi în fluxul transversal de aer. În th
releul din fig. 4, B se realizează alimentarea centrală cu gaz a fluxului de aer.

În arzătoarele cu aer forțat, se folosesc diverse tehnici de proiectare pentru a amesteca mai bine gazul cu aerul. De exemplu, puteți învârti fluxul de aer în dispozitive speciale, puteți întrerupe fluxul de gaz în jeturi mici sau puteți furniza gaz într-un unghi față de fluxul de aer.

În funcție de designul arzătorului, întregul aer poate fi furnizat ca primar sau o parte din acesta ca primar, parțial ca secundar.

Figura 4. Schema schematică a unui arzător cu aer forțat. a - periferic; b - alimentarea centrală cu gaze.

Arzatoare combinate. Pot arde alternativ mai multe tipuri de combustibil. Există arzătoare concepute pentru a arde trei tipuri de combustibil. Unele modele de arzătoare combinate permit arderea simultană a doi combustibili. Arzatoarele cu gaz praf și ulei-gaz au devenit mai răspândite.

Din cauza lipsei de date de reglementare pentru arzatoarele cu gaz, este necesar să se evalueze calitatea acestora în funcție de anumite cerințe, care sunt următoarele:

1) arzatoarele trebuie sa asigure arderea completa a gazului cu un exces minim de aer;

2) arzătoarele trebuie să funcţioneze stabil (fără separarea şi declanşarea flăcării) în intervalul necesar de modificări ale sarcinilor termice;

3) proiectarea și configurația arzătorului trebuie să protejeze complet piesele acestuia de supraîncălzire și ardere;

4) pierderea de presiune în arzător prin căile de aer și gaz (pentru presiune joasă) trebuie să fie minimă;

5) când arzătorul funcționează cu două tipuri de combustibil, ambii combustibili, atunci când sunt arse separat, trebuie să fie utilizați la maximum
eficiență, iar trecerea de la un combustibil la altul se realizează într-un timp scurt;

6) arzătoarele trebuie să fie ușor de fabricat, fiabile și sigure în funcționare, convenabile pentru reparații și inspecții.

PROIECTE CUPTOARE CU GRĂTAR FIXE

9.1 Clasificarea cuptoarelor stratificate

Cuptoarele cu strat sunt proiectate pentru arderea combustibilului solid cocoloși. Răspândit pentru cazane de putere mică și medie găsite focare cu strat dens.

Avantaje:

– potrivit pentru diferite grade de combustibili, usor de operat;

– poate lucra cu fluctuații semnificative ale încărcăturii termice;

– consum relativ mic de energie pentru nevoi proprii;

– nu necesită dispozitive scumpe de pregătire a prafului;

- nu necesită volume mari de cuptor.

Dezavantaje:

– capacitate limitată a cazanului datorită timpului semnificativ de ardere a particulelor mari de combustibil.

Întreținerea unui cuptor în care combustibilul este ars într-un strat include următoarele operații:

- alimentarea cu combustibil la cuptor;

- mișcarea bucăților de combustibil una față de cealaltă și a grătarului (slefuirea stratului);

- îndepărtarea zgurii din cuptor.

În funcție de gradul de mecanizare al acestor operațiuni, dispozitivele cuptorului pot fi împărțite în:

- nemecanizat (toate trei operatii se executa manual);

– semimecanic (se mecanizează una sau două operații);

– mecanice (toate trei operații sunt mecanizate).

În funcție de modul de alimentare cu combustibil a unui strat dens, dispozitivele de ardere se disting cu periodicȘi încărcare continuă combustibil. Natura alimentării cu combustibil a cuptorului are o influență decisivă asupra performanței dispozitivului de ardere.

Conform organizării pregătirii termice și aprinderii combustibilului în strat, cuptoarele se disting cu inferior, topȘi aprindere mixtă.

Conform metodei de formare a amestecului de combustibil și aer în strat, se disting următoarele scheme, care diferă unele de altele în combinația de direcții ale fluxurilor gaz-aer și combustibil-zgură:

- tejghea;

- paralel;

- transversal;

- amestecat.

Eficiența și productivitatea dispozitivelor de cuptoare stratificate depind de organizarea rațională a preparării termice a combustibilului, de aprinderea și arderea acestuia.

9.2 Caracteristicile proceselor de ardere a combustibilului solid într-un strat dens

În partea de sus a stratului după încărcare este combustibil proaspăt. Mai jos este arderea coca-cola, și direct sub zăbrele - zgură. Aceste zone ale stratului se suprapun parțial unele pe altele. Pe măsură ce combustibilul se arde, acesta trece treptat prin toate zonele. În prima perioadă după ce combustibilul proaspăt este furnizat cocsului care arde, are loc prepararea termică a acestuia, pentru care se consumă o parte din căldura eliberată în strat.

Zgura formată în timpul arderii combustibilului curge în picături din bucățile încinse de cocs spre aer. Treptat, zgura se răcește și, deja în stare solidă, ajunge pe grătar, de unde este îndepărtată. Zgura aflată pe grătar o protejează de supraîncălzire, o încălzește și distribuie uniform aerul peste strat.

Aerul care trece prin grătar și intră în stratul de combustibil se numește primar. Dacă nu există suficient aer primar pentru arderea completă a combustibilului și există produse de ardere incompletă deasupra stratului, atunci aerul este furnizat suplimentar în spațiul de deasupra stratului. Acest aer se numește secundar.

Reacțiile chimice primare dintre combustibil și oxidant au loc în zona de cocs fierbinte.

La începutul stratului, zona de oxigen(j), în care există un consum intens de oxigen, se formează simultan oxid și dioxid de carbon CO 2 și CO. Până la sfârșitul zonei de oxigen, concentrația de O 2 scade la 1 - 2%, iar concentrația de CO 2 atinge maximul. Temperatura stratului din zona de oxigen crește brusc, având un maxim acolo unde se stabilește cea mai mare concentrație de CO 2 .

ÎN zona de recuperare(B) oxigenul este practic absent. Dioxidul de carbon reacționează cu carbonul fierbinte pentru a forma monoxid de carbon.