Методы сжигания газа

МЕТОДЫ СЖИГАНИЯ ГАЗА

Существуют такие виды методов сжигания газа, в зависимости от способа образования газовоздушной смеси, как (рис. 1):

- диффузионный;

- кинетический;

- диффузионно-кинетический (смешанный).

Диффузионно-кинетический метод сжигания газа используется:

- при предварительном неполном смешением газа с воздухом без образования однородной смеси

- при частичном предварительном смешением газа с воздухом, при котором образуется однородная смесь с недостатком окислителя в начальной смеси.

Диффузный метод горения заключается в подаче к фронту горения газа под давлением, а воздух - из окружающего пространства за счет молекулярной или турбулентной диффузии. При этом смешение происходит параллельно с горением, и поэтому скорость самого процесса горения зависит и определяется скоростью смесеобразования.

Происходит процесс горения при контакте между газом и воздухом. К струе газа (рис. 1, а) диффундирует воздух, а из струи газа в воздух - газ. Процесс горения происходит в фронте горения, тонком поверхностном слое факела, к которому из внутренней части факела поступает газ, а из топки - воздух.

В результате процесса сжигания выделяются продукты сгорания, которые в свою очередь осложняют взаимную диффузию газа и воздуха и горение протекает медленно с образованием частиц сажи. Поэтому диффузионное горение можно охарактеризовать как достаточно длинное и светящееся пламя.

Положительным моментом диффузионного метода сжигания газа является возможность контролировать весь процесс горения в полном объеме. Процессом смесеобразования легко управлять при применении специальных регулировочных устройств. Дроблением струи газа на отдельные факелы, изменением диаметра сопла горелки, регулированием давления газа и т. д. можно регулировать площадь и длину факела.

К преимуществам диффузионного метода сжигания относятся: отсутствие проскока пламени, высокая устойчивость пламени при изменении тепловых нагрузок, равномерность температуры по длине пламени. Также этот метод имеет свои недостатки, а именно: вероятность термического распада углеводородов, низкая интенсивность горения, потребность в больших топочных объемах, вероятность неполного сгорания газа.

Кинетический метод горения (рис. 1, б) заключается в подаче к месту горения газовоздушной смеси, которая образуется в горелке полностью. Газовоздушная смесь сгорает в коротком факеле в виде голубого прозрачного конуса. К плюсам данного метода относят: малую вероятность химического недожога, небольшую длину пламени, высокую температура факела. А к минусам - необходимость в стабилизации газового пламени.

Осуществляется диффузионно-кинетический метод сжиганием факела, который имеет два фронта горения (рис. 1, в и г): кинетический, в виде голубого прозрачного конуса, и диффузионный, в котором происходит догорание топлива, факел при этом прозрачный бледно-голубого цвета.

В горелках, имеющих неполное предварительное смешение (рис. 1, в) воздух продвигается в полном объеме, из горелки выходит плохо перемешанная неоднородная газовоздушная смесь, а воздух к диффузионному фронту горения поступает из внутренней части факела.

Частичное предварительное смешение (рис. 1, г) горелки создает условия для предварительного смешения газа только с частью воздуха, необходимого для полного сгорания газа, а остальной воздух поступает из окружающей среды непосредственно к факелу. В этом случае сначала выгорает во фронте кинетического горения лишь часть газа, смешанная с первичным воздухом, а оставшаяся часть газа, разбавленная продуктами сгорания, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха из топки во фронте диффузионного горения.

Рис. 1. Методы сжигания газа:

а - диффузионный; б - кинетический; в - диффузионно-кинетический в горелках с неполным предварительным смешением; г - диффузионно-кинетический в горелках с частичным предварительным смешением

Перейти к списку статей