ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Движение природного газа в горелках и смешение его с воздухом во вращающихся печах из "Природный газ в цеметной промышленности" Природный газ на цементных заводах движется по газопроводам, газовым горелкам, выходит из них и смешивается с воздухом во вращающихся печах в сушильных барабанах газ смешивается с воздухом в самих горелка х. Рассмотрим основные закономерности аэродинамики газа отдельно на каждом из этих.участков газового тракта. [c.30] Движение газа по трубопроводам. Транспортируют газ к цементным заводам от газопромыслов сначала по магистральным газопроводам до газораспределительных станций (ГРС), откуда он подается в газораспределительные пункты (ГРП) и далее- по наружным — межцеховым и внутренним — цеховым газопроводам поступает к печам и сушильным барабанам. [c.30] В магистральных газопроводах давление газа иногда доходит до 60 ати. В газопроводах, подающих газ к промышленным предприятиям, к газгольдерным станциям, — до 12 ати. На цементных заводах обычно приходится иметь дело с газом низкого И среднего давления. [c.30] В газопроводах на цементных заводах течение природного газа в трубопроводах характеризуется значениями числа Рейнольдса примерно от 5-10 до 500-10 , т. е. поток резко турбулентный. [c.30] В простейших случаях действительная скорость движения газа в трубопроводах составляет 30—70 м1сек, и теплообмен между газом и окружающей средой через стенку трубы достаточно интенсивен. Приближенно можно считать температуру газа постоянной величиной, равной температуре окружающей среды, и, следовательно, процесс — изотермичным. Однако в более сложных случаях, например в надземных газопроводах среднего давления, температура газа составляет часто от —10 до -1-10°, тогда как температура окружающего воздуха -Ь20- 25°. Благодаря теплообмену через стенки труб газ частично нагревается или охлаждается, при расширении температура его понижается. Тогда характер течения газа уже не является изотермическим, и только на сравнительно коротких участках труб процесс можно условно рассматривать как изотермический. [c.31] Известно, что разность между начальным (Рнач) и конечным (Ркон давлением природного газа в газопроводе или на любом его участке (перепад давления — напора) Д/7—/ ач—/ кон является суммой потерь напора от трения (ДРтр) и от местных сопротивлений т. е. [c.31] При отсутствии теплообмена последний сомножитель в формуле 119] опускается. [c.31] Для новых стальных труб к считается равным 0,1—0,2 мм, при сильной коррозии к составляет до 3 мм. [c.32] При приближенных расчетах можно принимать следующие значения этого коэффициента для гладких труб Сто =0,02, при небольшой коррозии =0,035 и при сильной коррозии тр =0,045 и иногда даже выше. [c.32] Обычно принимается значение скорости потока после изгиба, колена, задвижки и др. местных сопротивлений. [c.32] Как видно из формул (19), (20) и (21), если при проектировании газопроводов потери напора от трения окажутся слишком большими, то следует увеличить диаметр труб. Это уменьшит потери напора и от местных сопротивлений, так как скорость течения газа снизится [см. формулу (22)]. [c.32] Пример расчета. Длина прямого участка подземного газопровода между печным и сушильным цехом цементного завода составляет 120 м, внутренний диаметр газопровода 100 мм. По газопроводу от печного в сушильный цех подается 1500 ст м 1час природного газа, имеющего температуру +5° и начальное давление 0,7 ати 7н= 0,735 кг/нл ре = 746 мм рт. ст. Шероховатость трубы (высота выступов) А=0,7 мм. Требуется рассчитать потерю напора на этом участке трубы, условно считая характер течения газа изотермическим. [c.33] Если в начале газопровода установлена задвижка, открытая на 4 и имеющая С =0,55, а в конце газопровода сечение трубы сужено (конфузорное сопло) и имеет 1 , =0,21 (приведенный к скорости потока перед соплом), то местное сопротивление рассчитывают следующим образом. [c.33] Движение газа в горелках и его истечение. Во вращающихся печах часто бывает затруднительно провести границу между газопроводом, подводящим газ к горелке, и собственно горелкой, когда газовый канал последней имеет тот же или близкий диаметр, что и газопровод, или когда ступенчато уменьшается диаметр труб, подводящих газ к горелке. Условимся считать горелкой участок, начиная от последнего регулировочного вентиля. по ходу газа до устья, откуда вытекает газ в зону горения вращающейся печи. [c.34] Газовые горелки вращающихся печей работают в сложных термодинамических условиях. [c.34] Одна часть горелки находится вне печи (от вентиля до головки печи) и омывается воздухом цеха газовый канал однопроводной горелки омывается этим воздухом, а двухпроводной— первичным воздухом. Вторая часть горелки — та, что внутри печи подвергается тепловому воздействию горячего воздуха, поступающего из клинкерного холодильника, факела и раскаленного клинкера. Газовый канал двухпроводной горелки защищен от указанного теплового воздействия первичным воздухом, который подается по воздушному каналу. [c.34] В канале горелки давление газа резко падает, он расширяется и увеличивается скорость его течения. Вследствие этого, а также из-за эффекта Джоуля—Томсона газ сильно охлаждается. Так как исходная температура природного газа в газопроводах обычно бывает низкой (иногда близкой к нулю), температура газа в канале горелки падает значительно ниже нуля, на что указывают, в частности, конденсация водяных паров воздуха на поверхности газового канала и его обмерзание у однопроводных горелок. [c.34] На первом, внешнем участке газового канала горелки происходит теплообмен через его стенку между воздухом помещения цеха или первичным воздухом и охлаждающимся газовым потоком. На втором участке газопровода — внутри печи — теплообмен еще более интенсивный, так как разность температур выше. Наконец, в газовом канале происходит частичное превращение потерянного напора от трения в тепловую энергию. [c.34] Вернуться к основной статье