Воспламенение и горение газообразного топлива

Таким образом, можно сделать вывод, что правильная организация процесса горения газообразного топлива определяется его специфическими особенностям и закономерностями аэродинамики газового факела, условиями воспламенения, переноса тепла и рядом других факторов. Эти закономерности являются общими для всех видов газообразного топлива. Однако приемы организации процесса горения определяются физико-химическими свойствами каждого вида этого топлива, а также конструктивными и технологическими требованиями различных установок (котлов, печей, сушил и т. д.). [c.26]

Условия теплообмена при сжигании газообразного топлива в основном зависят от организации процесса горения и аэродинамики топочной камеры. В зависимости от типа применяемых горелок можно получить факел с различной светимостью и температурой, а в зависимости от их компоновки на стенах топки различное заполнение объема топочной камеры. Изменения светимости факела и его температуры непосредственно влияют на количество передаваемого в топке тепла, а следовательно, на температуру продуктов сгорания, покидающих топочную камеру. В предельных случаях факел может быть светящимся или несветящимся (прозрачным). Однако большинство применяемых горелочных устройств, устанавливаемых на промышленных котлоагрегатах, обеспечивают достаточно хорошее перемешивание горючих газов с воздухом (см. 1) и устойчивое раннее воспламенение, а следовательно, выдают несветящийся или слабо светящийся факел. Необходимо иметь в виду, что перемешивание топлива с воздухом и эмиссионные характеристики факела изменяются в зависимости от нагрузки горелочных устройств. В связи с этим одна и та же горелка может выдавать несветящийся или слабо светящийся факел. При несветящемся факеле интенсивность излучения его определяется содержанием в продуктах горения трехатомных газов, а при светящемся нали- [c.66]

При горении газообразного топлива различают следующие три стадии 1) подготовку топлива 2) воспламенение и 3) химическую реакцию горения. [c.49]

ВОСПЛАМЕНЕНИЕ И ГОРЕНИЕ ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА [c.19]

При газообразном состоянии обоих реагентов Тф есть время смесеобразования. Если время смесеобразования несоизмеримо больше времени, необходимого для прогрева и протекания химической реакции, то практически скорость сгорания равна скорости смесеобразования, т. е. Тс Тф. Это означает, что процесс протекает в диффузионной области. Примером такого процесса может служить горение газообразного топлива, вводимого в топку не перемешанным с окислителем. Если время смесеобразования и время на прогрев смеси оказывается несоизмеримо меньшими времени, необходимого для протекания химической реакции, то время сгорания практически равно времени протекания химической реакции. Это означает, что процесс протекает в кинетической области. Примером такого процесса является введение в топку заранее приготовленной гомогенной горючей смеси при температуре, близкой к температуре воспламенения. [c.205]

Таким образом, процесс горения газообразного топлива состоит из смешения газа с воздухом, нагрева полученной смеси до температуры воспламенения, зажигания ее и протекания реакций горения, сопровождающихся выделением тепла. Причем смешение газа с воздухом и нагрев смеси занимает большую часть времени в процессе горения, так как реакции горения протекают практически мгновенно. [c.7]

Природа детонационного горения газообразного топлива мало изучена, однако следует полагать, что такая скорость распространения пламени может соответствовать только определенным химическим составам газовой смеси. На основе опытов установлено, что переход горения в детонацию происходит вследствие сильного торможения газа стенками трубы, по которой он передвигается к фронту пламени. По мере ускорения пламени растет амплитуда ударной волны и температура сжатия газа достигает температуры воспламенения смеси, при которой горение перерастает в хлопок или взрыв. [c.65]

В инжекционных горелках для смешения топлива с воздухом используется инжекционное действие газа, быстро вытекающего из сопла в смеситель. В промышленных печах чаще используются горелки среднего давления с давлением газообразного топлива 1,3—3 ama. В этих горелках инжектируется 80—100% воздуха, необходимого для горения (в соответствии с требуемой длиной пламени). Так как в камеру сгорания поступает хорошо подготовленная смесь газа с воздухом, то она быстро сгорает с образованием короткого и несветящегося пламени. Пламя можно получить еще более коротким или вообще устранить его путем пропускания смеси газа и воздуха через узкие отверстия или щели керамической вставки у устья горелки. Поверхность керамической вставки со стороны печи раскалена до высокой температуры, при которой смесь очень быстро сгорает. Газ горит только вблизи поверхности керамической вставки, так как теплопроводность этого материала настолько мала, что смеси, протекающей через щели со скоростью большей, чем скорость распространения пламени (в результате чего не может произойти проскока пламени в смесительную камеру), достаточно, чтобы охладить щели до температуры ниже температуры воспламенения. Оба типа этих горелок приведены на рис. А, Б. У некоторых новейших типов этих горелок используется пористый керамический материал, в котором поры выполняют функцию отверстий. [c.40]

К первой группе следует отнести методы, с помощью которых изучают воспламенение и горение одиночных металлических частиц. Количество частиц выбирают таким, чтобы тепловыделение каждой частицы и агрегация частиц не могли влиять на параметры системы в целом. Воспламенение и горение частиц происходит в движущемся потоке окислителя, который образуется при горении газообразного (газовые горелки) либо твердого (бомбы постоянного давления) топлива или-в результате нагрева газа (электронагреватели и плазменные горелки). Процесс изучается фотографически, кроме того, исследуются продукты сгорания металла. Методы этой группы позволяют рассмотреть различные стадии процесса, оценить время задержки воспламенения и время горения, установить температурный режим процесса и вынести суждение о механизме горения металла. [c.237]

Температура воспламенения газов выше, чем температура воспламенения углей, а расход воздуха больше, вследствие чего пространство печи, необходимое для загорания газа, и сама зона горения оказываются при работе на газообразном топливе весьма значительными. Если же газ и воздух смешивать до поступления в печь, то зону горения можно сделать весьма короткой. Газовое пламя обладает меньшей светимостью, чем пламя от сжигания угля, что вызывает повышение удельного расхода топлива. Однако карбюрирование газа, т. е. добавление к нему в небольшом количестве угля или каменноугольной смолы, повышают светимость газового факела и температуру последнего. [c.304]

К теплотехническим характеристикам можно отнести теплоту сгорания, температуры воспламенения и горения, скорость распространения пламени. Эксплуатационные характеристики газообразного топлива определяются взрываемостью газовоздушных смесей, токсичностью, удельным весом, влажностью. [c.7]

Известно, что процесс сгорания газообразного топлива складывается из трех последовательных периодов. Первый период представляет собой процесс образования газовоздушной смеси, состоящей из горючего газа и воздуха. Во втором периоде происходит подогрев образовавшейся горючей смеси до температуры воспламенения. Третий период — это процесс собственно горения, который сопровождается большим количеством выделяющейся тепловой энергии. Указанные периоды горения можно представить в виде зависимости [c.46]

Проведенные работы подтвердили, что способ сжигания топлива со встречными струями создает сконцентрированное в середине топки ядро горения, устраняет удар пламени об экранные трубы, обеспечивает возможность более полного сжигания жидкого и газообразного топлива при пониженном коэффициенте избытка воздуха (ат = 1,01 ч-1,03). При этом дополнительно осуществляется стабилизация горения встречными струями и путем рециркуляции газов в устье факела относительное количество рециркулирующих газов по массе составляет 0,40—0,45, что обеспечивает устойчивое воспламенение даже переувлажненных жидких топлив и низкокалорийных газов. [c.181]

Метод термического дожигания органических примесей промышленных газов находит широкое применение в практике. Он выгодно отличается от адсорбционного и абсорбционного более высо-. кой степенью очистки. Как правило, примеси сжигаются в печах с использованием газообразного или жидкого топлива. Установки достаточно просты по конструкции, занимают небольшую площадь, эффективность их работы не зависит от срока службы. Недостатками термического обезвреживания отходящих газов являются образование оксидов азота в процессе высокотемпературного горения, значительный расход топлива. Применение метода термического дожигания может быть оправдано, когда концентрация органических веществ в отходящих газах превышает предел воспламенения газовой смеси, а содержание их в газовой смеси относительно постоянно. [c.166]

Кинетические и диффузионные пламена. Сжигание жидких углеводородов осуществляется с обязательным предшествующим испарением и, следовательно, с образованием диффузионного пламени, которое по своему характеру может быть турбулентным и светящимся, а сжигание газообразных углеводородов может осуществляться в двух совершенно отличных друг от друга типах горелочных устройств. При сжигании с предварительным смешением в устройствах осуществляется предварительная (до воспламенения) подготовка смеси первичного воздуха с топливным газом. Степень перемешивания различна от нескольких процентов до 100 % сте-хиометрической смеси. Диффузионное горение возникает при взаимодействии струи газа с окружающей атмосферой, когда весь необходимый воздух поступает непосредственно во фронт горения пламени до перемешивания с газом. Горючие газы и кислород должны диффундировать в противоположных направлениях из зоны горения и в нее. Вполне понятно, что устойчивость такого пламени будет тем выше, чем дольше сохраняется неизменным соотношение газ—окислитель, а сжигание в нем тем полнее, чем больше в топливе легких углеводородов (в этом случае необходимое соотношение газ—воздух достигается быстрее и легче, чем при сжигании углеводородов с более сложными и тяжелыми молекулами). На практике в атмосферном воздухе по этой схеме могут сжигаться только водород и метан. Во всех других случаях, если не осуществлять предварительной подготовки, будут наблюдаться интенсивная турбулентность в пламени, шум и неполное горение с образованием углерода. [c.100]

Одной из основных особенностей твердых природных топлив является способность выделять при нагревании газообразные и жидкие продукты термического разложения их органической массы (так называемые летучие), они обозначаются символом V. После завершения процесса термического разложения топлив остается твердый остаток—кокс, который содержит в основном углерод и золу. Содержание летучих в топливе определяется в лабораторных условиях путем прокаливания фиксированной навески топлива в инертной среде при температуре 850° С. Летучие играют заметную роль при воспламенении и на начальных стадиях горения твердых топлив, в значительной мере определяют их реакционную способность. [c.12]

Твердое топливо при сжигании претерпевает нагрев от начальной температуры подачи его в топочную камеру до температуры, близкой к теоретической температуре горения. В процессе этого нагрева, еще до начала воспламенения, происходит термическое разложение органической массы топлива с выделением паро- и газообразных веществ, которые в значительной мере определяют условия воспламенения топлива. Здесь в наиболее сложной форме должны быть учтены закономерности кинетики горения газовых смесей чрезвычайно сложного состава. [c.175]

Горючая смесь, состоящая из капель и паров жидкого топлива, газообразных углеводородов и воздуха, продвигаясь от форсунки по направлению ее оси, нагревается от лучеиспускания кладки горящего факела и от соприкосновения с горячими продуктами горения. При достижении горючей смесью температуры воспламенения [c.18]

Для стационарного, непрерывного процесса горения, кроме подачи топлива и дутья, необходимо обеспечить устойчивое воспламенение топлива, поступающего в зону горения, и непрерывно отводить газообразные продукты и золу. [c.49]

Для исследования горения металла в пламени металлические частицы вводятся в топливо при его приготовлении. Чтобы рассмотреть детали процесса горения каждой отдельной частицы, металл вводится в виде одиночных частиц [5, 18, 19] (концентрация металла не более 0,01%). Для проведения исследований в реальных условиях горения конденсированных систем вводится до 20% металла [20—28]. Образцы сжигаются в инертной среде в бомбах постоянного давления при умеренно высоких давлениях (до 10 МПа) или в вакууме. Бомбы имеют окна, через которые частицы фотографируются на неподвижную или на движущуюся пленку. Температурный профиль пламени измеряется спектральными методами. Регулирование температуры пламени, а также состава окислительных газов производится изменением состава смеси. Фотографии горящих металлических частиц позволяют определить время задержки воспламенения и время горения частиц и установить зависимость параметров горения металла от различных факторов — состава газообразных продуктов сгорания, температуры горения, давления, дисперсности и концентрации металлических частиц. [c.240]

Во всех типах двигателей рабочий процесс включает распыливание топлива, прогрев и испарение капель, перемешивание горючего и окислителя, воспламенение и горение, образование газообразных продуктов горения, совершающих механическую работу. Несмотря на общность стадий превращений топлива, рабочие процессы в ЖРД, ВРД, поршневых и газотурбинных двигателях, котельных установках имеют характерные особенности, которые существенно влияют на эффективную и надежную работу силовых установок. [c.204]

В реакции горения газообразного топлива основную роль играет тепловое воспламенение. Явления теплового воспламепеиия горючей смсси или се потухания определяются тепловыми режимами реакций. [c.124]

Кроме того, осаждение сажи на теплообменных поверхностях парогенератора ухудшает теплопередачу. Воспламепепие и горение образующейся паровоздушной смеси подчиняется законам воспламенения и горения газообразного топлива. [c.136]

Итак, проведенное исследование показало, что для эффективного сжигания газа следует не просто улучшать смешение газа с воздухом в амбразуре горелки. Преи.де всего необходимо подавать газ в определенную зону поперечного сечения горелкп. где обеспечиваются паилучшие тепловые условия воспламенения и горения газообразного топлива. Местоположение этой зоны зависит от степени крутки потока, коэффициента избытка воздуха и, по-видимому, конструкции горелкп. [c.282]

Испытания показали, что при сжигании газообразного топлива в промышленных печах нет необходимости рассматривать физико-химичеокие константы равновесия реакций горения, так как скорость этих реакций практически бесконечно велика. Другими словами, если температура, при которой. -троисходяг соединения молекулы горючего и молекулы кислорода, выше температуры воспламенения, то реакция происходит мгновенно. Из этого логически следует, что скорость сгорания тождественна со скоростью смешения газа с воздухом. При тщательном перемешивании газа и воздуха горение начинается лемедленно, как только температура смеси достигает температуоы воспламенения. Поэтому конструкция горелки характеризуется в первую очередь конструкцией смесителя. Из этого следует, что для всех горелок (за исключением горелок с яоЛ 1ым предварительным смешением газа с воздухом) конструкция камеры горения (а также форма и температура садки) оказывает глубокое влияние на. процесс горения как в пространстве, так и во времени. [c.54]

Особо следует отметить отрицательное влияние передозировки присадок. Иногда высказывается мнение, что чем больше промоторов воспламенения содержится в топливе, тем лучше его пусковые свойства, полнее сгорание и меньше токсичность О Г. В дествительности существуют оптимальные значения ЦЧ, отклонения от которых в ту или другую сторону ухудшают характеристики рабочего процесса. Введение промоторов в топливо снижает его температуру самовоспламенения, и горючая смесь воспламеняется задолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Газообразные продукты сгорания начинают давить на поршень, противодействуя его поступательному движению. На это затрачивается немалая часть энергии, КПД двигателя снижается, горение топлива ухудшается, и возрастают дымность и токсичность ОГ (см. рис. 21). [c.53]

Технологическая цепочка получения агломерата (рис. 9.1) начинается с подготовки шихты. В барабанный окомкователь 1 с помощью ленточных транспортеров подаются железорудный концентрат, известняк (5-10 %), твердое топливо (до 5 % по углероду), вода (5-7 %), возврат (до 20 %). Окомкование необходимо для получения комочшв диаметром 3-6 мм, которые обеспечивают хорошую газопроницаемость слоя. Сырая шихта загружается на ленту 4 слоем высотой 200-450 мм. Твердое топливо в шихте, как правило, кокс, зажигается с помощью зажигательного горна 5. В зажигательном горне сжигается газообразное или жидкое топливо, продукты сгорания с температурой 1250-1350 °С просасываются через слой шихты. Твердое топливо шихты нагревается до температуры воспламенения и загорается, в слое формируется зона горения. В дальнейшем через слой просасывается холодный воздух, а все необходимое для процесса агломерации тепло выделяется при горении частиц коксовой мелочи в спекаемом слое. В результате разрежения в вакуум-камерах 6, создаваемого дымососом-эксгаустером 7, зона горения твердого топлива перемещается вниз. Сущность процессов. [c.149]

Весьма важной характеристикой газообразного топлива является скорость распространения пламени. Это — скорость, с которой при наличии очага горения газовоздушная смесь прогревается до температуры воспламенения,или скорость, с которой перемещается фронт пламени относительно невоспламененной смеси. Эта величина определяется условиями молекулярной теплопроводности данной газовоздушной смеси. [c.8]

В отличие от твердого, газообразное топливо можно сжигать при значениях теплового напряжения объема топочного пространства, составляющих не сотни тысяч, а миллионы ккал1м ч. Объясняется это тем, что прогрев газовоздушной смеси до температуры воспламенения и горение ее происходят в зоне очень малой толшрны. [c.22]

Для правильного выбора стехлометрического соотношения газообразного топлива и воздуха необходимо знать состав в весовых процентах или объемных долях горючих компонентов. Основным условием для сгорания любого газообразного топлива является наличие достаточного количества воздуха (кислорода) при хорошем перемешивании их в камере сгорания. Продолжительность перемешивания газа и воздуха определяется характером смешения двух диффундирующих струй и конструкцией горелки. Скорость сгорания топлива зависит от степени подогрева газовоздушной смеси до температуры воспламенения, а также от скорости химических реакций горения составных компонентов газа при взаимодействии их с кислородом воздуха. Поэтому для сгорания газообразного топлива необходимо знать теоретическое потребное количество воздуха, температуру горения, объем продуктов сгорания, максимальное содержание инертных газов в продуктах сгорания и другие теплотехнические характеристики. [c.29]

В камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей, так же как и в целом ряде других технических топок, процесс сгорания организуется таким образом, что в первичных зонах воспламенения горят обогащенные смеси, а затем к продуктам неполного сгорания таких смесей тем или иным путем подмешивается вторичный воздух или обедненная смесь. Подобная организация процесса сгорания способствует лучшей стабилизации пламени и естественным путем вытекает из обычно применяемых способов смесеобразования, сводящихся к подаче в первично ю зону горения распыленного жидкого или газообразного топлива. Сходные явления имеют место и в камерах сгорания дизелей, а также в поршневых двигателях легкого топлива с форкамерно-факельным зажиганием. [c.198]

Основные уравнения для описания воспламенения капель углеводородного топлива. Рассмотрим смесь газов, состоящую из окислителя - кислорода, испаренных паров горючего, газообразных продуктов горения и конденсированной фазы в виде микрокапель углеводородного топлива. Уравнения сохранения массы и энергии для неподвижных компонентов смеси имеют вид [c.102]

Зажигание шихты. Прогрев слоя шихты на небольшую глубину от поверхности до температуры воспламенения в ней твердого топлива производят просасыва-нисм через слой шихты продуктов горения газообразного или жидкого топлива, сжигаемого в зажигательном горне, который устанавливают непосредственно за укладчиком шихты. [c.203]

Организация двух ступеней очага горения как практический прием сжигания топлива известен весьма давно [Л. 20]. Чаще всего она осуществлялась в виде двух ступеней подачи воздуха, что во многих случаях приводило к весьма эффективноаду протеканию процесса. В настоящее время расчленение очага горения на две ступени применяется во всех трех классах топочных процессов слоевом, факельном и вихревом, однако в этот прием вкладывается уже несколько иное содержание. С нашей точки зрения он становится наиболее осмысленным в тех случаях, когда с его помощью стараются реализовать принцип наименьшей суммарной теплоемкости первичной горючей смеси, при котором ускоряется ее прогрев, обеопечивается ранняя газификация топлива, приводящая к раннему образованию газообразной первичной горючей смеси и, наконец—к своевременному раннему воспламенению этой смеси, начинающей весь топочный процесс. [c.159]

Второй — из горелки в топку поступают ненеремешанные потоки газа и воздуха. Воспламенение происходит вблизи устья горелки. В этом случае весь процесс смешения и горения начинается на выходе из горелки, протекает в факеле и завершается в конце топки. Можно ли в этом случае исключить влияние горелки на процесс смешения в топке Внимательное рассмотрение и анализ практического опыта сжигания топлива показывают, что и в данном случае горелка играет основную роль. Второй случай горения — это наиболее характерный и распространенный пример горения всех топлив жидкого, пылевидного и газообразного. В мазутных горелках жидкое топливо встречается с во.здухом в устье горелки и весь процесс смешения и горения происходит в топочной камере. В пылевых горелках имеет место аналогичный случай с тем лишь различием, что угольная пыль предварительно соединяется с небольшим количеством воздуха и несколько прогревается. В горелках с центральной и периферийной подачей газа в поток воздуха на выходе из амбразуры происходит только воспламенение, а горение протекает в топке. [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология