![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Газовые горелки
Газовые горелки - это устройства, обеспечивающие качественное сжигание горючего газа в целях получения и распределения тепловой энергии. На объектах общественного питания в основном эксплуатируются горелки, работающие на низком избыточном давлении газа (до 2000 Па). Процесс горения газа возможен при образовании газовоздушной смеси с концентрацией в пределах воспламенения. Газовоздушная смесь может быть образована: путем предварительного смешивания газа с воздухом (в горелке). Воздух, входящий в состав предварительно подготовленной газовоздушной смеси, называют первичным, а горение - кинетическим; в результате смешивания воздуха, находящегося в окружающей горелку атмосфере, с газом. Такой воздух, обеспечивающий горение, называют вторичным, а горение газа с использованием только вторичного воздуха - диффузионным. Диффузионные газовые горелки предназначены для подвода и распределения газа в целях его сжигания в топочных емкостях за счет вторичного воздуха. Основным элементом конструкции диффузионной газовой горелки является насадка, которая представляет собой камеру трубчатой или коробчатой формы. Насадка в верхней плоскости имеет огневые отверстия, которые равномерно распределяют горючий газ по обогреваемой поверхности аппарата и дробят общий газовый поток на отдельные потоки. Так как воздух внутри насадки отсутствует, возможность проскока пламени (возгорания смеси внутри насадки) исключена. Каждый отдельный поток газа, вытекая из огневого отверстия, перемешивается с воздухом в топочной камере и образует факел. По мере горения газа в зоне горения образуется зона разрежения, в которую поступает необходимый для горения воздух. Поскольку этот воздух инжектируется поверхностью факела, факел может набирать большую высоту, соответствующую требуемой поверхности контакта с вторичным воздухом (воздухом топочной камеры). По этой причине высота топочных камер в диффузионных горелках должна быть значительной. Воздух охлаждает факел и снижает его температуру. Полностью газ и воздух не смешиваются, и горение происходит с заметным химическим недожогом. Диффузионные газовые горелки просты по конструкции, дешевы в изготовлении и характеризуются малыми габаритными размерами и металлоемкостью. Они удобны в эксплуатации и имеют широкий диапазон регулирования мощности, так как отсутствие первичного воздуха исключает проскок пламени. Однако из-за относительно низкой температуры горения КПД диффузионных горелок невысок, а химический недожог газа делает их источником токсичного оксида углерода, представляющего опасность для обслуживающего персонала (по этой причине диффузионные газовые горелки не используются в качестве основных теплогенерирующих элементов). Наиболее полное сжигание газа возможно только в больших топочных объемах, что экономически нецелесообразно, так как приводит не только к увеличению материалоемкости аппаратов, но и к снижению КПД топочных камер. В основном диффузионные газовые горелки применяют на объектах общественного питания в качестве переносных запальников. К кинетическим газовым горелкам относятся устройства, предполагающие предварительное приготовление горючей газовоздушной смеси. В зависимости от способа смешивания газа и воздуха различают инжекционные кинетические горелки и с принудительной подачей газа и воздуха. В инжекционных газовых горелках смешивание газа и воздуха происходит в смесителе за счет кинетической энергии струи истекающего газа. За счет статического давления газа в газопроводе при истечении газа через калиброванное отверстие малого сечения (сопло) кинетическая энергия струи преобразуется в динамический напор. С целью обеспечения оптимального сгорания газа количество подаваемого воздуха регулируется. Таким образом, в инжекционных газовых горелках реализуется кинетическое горение газа. Факел в инжекционных горелках состоит из двух ярко выраженных зон горения, форма которых близка конической. Над фронтом пламени (поверхностью, ограничивающей зону горения) располагается внутренний конус факела, имеющий ярко-белый цвет. Эта зона характеризует горение газа за счет первичного воздуха, входящего в состав газовоздушной смеси. Температура в зоне максимальна и в зависимости от химического состава горючего газа достигает 1200...1400 °С. Внешний конус факела определяет зону диффузионного горения газа в результате инжекции вторичного воздуха топочной камеры факелом. Высота этой части конуса пламени больше, а температура ниже. Стабильность горения определяется отсутствием отрыва и проскока факела. Этого добиваются изменением положения регулятора первичного воздуха при розжиге горелки. Принцип действия инжекционных газовых горелок следующий. Газ подается из газопровода через газовый кран и далее - через сопло. Количество воздуха, поступающего в смеситель, может регулироваться за счет изменения сечения при перемещении специальной пластины - регулятора первичного воздуха. Сечение сопла подбирается таким образом, чтобы практически все статическое давление газа в газопроводе было преобразовано в динамический напор. Тогда в потоке газа, находящегося в зоне сопла, статическое давление резко падает - создается разрежение, обеспечивающее всасывание воздуха в смеситель горелки. Таким образом, воздух инжектируется поверхностью газовой струи. В конфузоре инжекция воздуха постоянно увеличивается. По мере движения газовоздушной смеси ее скорость увеличивается за счет уменьшения сечения конфузора, соответственно постоянно увеличивается инжекция воздуха в конфузоре. Как следствие, растет динамический напор, а статическое давление падает (растет разрежение). В горловине смесительной трубки горючий газ перемешивается с воздухом, образуя горючую газовоздушную смесь. В диффузоре происходит замедление течения потока газовоздушной смеси (вследствие расширения корпуса диффузора). Динамический напор смеси преобразуется в статический, что выравнивает давление внутри насадки. Это необходимо для того, чтобы на всей поверхности насадки сформировать факелы одинаковой высоты. Одновременно в диффузоре заканчивается процесс смешивания газа и первичного воздуха. Для повышения тепловой эффективности используют многосопловые горелки. Многосопловые инжекционные газовые горелки выгодно отличаются от односопловых значительно меньшими размерами и, как следствие, малой материалоемкостью (металлоемкость их в 5-7 раз ниже). Качество приготовленной в многосопловых горелках газовоздушной смеси не хуже, чем в односопловых. Высокая интенсивность перемешивания объясняется большой поверхностью контакта струй газа, истекающих одновременно из нескольких сопел и инжектирующих воздух внутрь смесителя. Условия устойчивой работы горелок Устойчивость горения является существенным фактором, определяющим надежность работы газовых горелок. В практике сжигание газа часто приходится сталкиваться с нарушением устойчивой работы горелок, вызываемым либо отрывом пламени от насадки горелки, либо проскоком пламени в ее смесительную часть. Пламя сохраняет устойчивость, т.е. остается неподвижным относительно насадки горелки, в тех случаях, когда в зоне горения устанавливается равновесие между стремлением пламени продвинуться навстречу потоку газовоздушной смеси и стремлением потока отбросить пламя от горелки. Однако такое равновесие наблюдается в очень узком диапазоне скоростей выхода газовоздушной смеси из горелки. Отрыв пламени возникает, когда скорость истечения газовоздушной смеси превосходит скорость распространения пламени, и оно, отрываясь от горелки, полностью или частично гаснет. Отрыв пламени может происходить при розжиге или выключении горелок, а во время работы – из-за быстрого изменения нагрузки или при чрезмерном увеличении разрежения в топке и может иметь место у всех типов горелок. Отрыв пламени может привести к загазованности топки и газоходов, а также к накоплению в помещении газов. Это может повлечь за собой взрыв в топочной камере или в газоходах с последующими серьезными разрушениями. Проскок пламени (обратный удар) – это проникновение пламени внутрь горелки. Имеет место, когда скорость истечения газовоздушной смеси из горелки меньше скорости распространения пламени. Чаще всего проскок происходит при неправильном зажигании и выключении горелки, а также при быстром снижении ее производительности. В результате проскока может произойти перегрев горелки или “хлопок” внутри нее, а также прекращение горения и загазованность помещения. Проскок пламени может быть только у инжекционных горелок. Таким образом, область устойчивого горения газа в горелке располагается между кривыми проскока и отрыва. “Хлопок” – это мгновенное сгорание оставшейся после выключения в смесителе газовоздушной смеси, движение которой прекратилось в момент прекращения подачи газа. “Хлопок” вредно влияет на состояние газовых горелок, нарушает герметичность соединений газопровода и в особенности крана, перекрывающего доступ газа к горелке. Качество горелок определяют по определенным требованиям: - горелки должны обеспечивать полное сжигание газа при минимальном избытке воздуха - горелки должны работать устойчиво (без отрыва и проскока пламени) в необходимом диапазоне изменения теплопроизводительности - конструкция горелки и ее компоновка должны полностью предохранять от перегрева и обгорания деталей потеря напора в горелке по воздушному и газовому (для низкого давления) трактам должна быть минимальной; - при работе горелки на двух видах топлива оба топлива при раздельном их сжигании должны использоваться с максимальной эффективностью, а переход с одного топлива на другое осуществляться в короткий срок; - горелки должны быть просты в изготовлении, надежны и безопасны в эксплуатации, а также удобны для ремонта и осмотра. Правила эксплуатации газовых горелок. К эксплуатации газовых аппаратов допускаются только лица, прошедшие инструктаж по эксплуатации газовых аппаратов. Перед началом работы необходимо проверить наличие тяги, для чего нужно поднести к смотровому отверстию лоскуток тонкой бумаги или материи. Если лоскуток притягивается к отверстию, то значит есть тяга и работать на аппарате можно, если тяга отсутствует, работать запрещается, поскольку это может быть причиной отравления персонала продуктами сгорания газа. Категорически запрещается определять наличие тяги с помощью горящих предметов, так как при утечке газа это может быть причиной взрыва. Затем открывают общий кран на газопроводе, с помощью регулятора перерывают подачу первичного воздуха и подносят источник пламени к стационарному запальнику. Открывают кран горелки, и она воспламеняется от запальника. С помощью регулятора подачи первичного воздуха " устанавливают" пламя. Пламя должно гореть без шума, быть фиолетового цвета, без проблесков, не должно отрываться от горелки и не проскакивать внутрь нее. Если на аппарате нет газовой автоматики безопасности, то нельзя оставлять аппарат без присмотра. По окончании работы сначала перекрывают подачу первичного воздуха (чтобы не было " хлопка"), закрывают кран горелки и общий кран на газопроводе.
|