Особенности процесса горения газового топлива

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ГАЗОВОГО ТОПЛИВА [c.7]

Атмосферное диффузионное пламя (особенно это касается тяжелых углеводородных газов) редко бывает прозрачным (голубым пламенем), а олефиновые или ароматические углеводороды склонны к образованию в процессе горения желтых язычков и даже копоти, если не принимать специальных мер, предотвращающих крекинг углеводородов и способствующих получению несветящегося голубого пламени, например турбулизацию пламени. Практически все виды газового топлива могут быть сожжены без светящегося коптящего пламени, если их предварительно перемешать с окис- [c.100]

Главная особенность горения реального топлива по сравнению с горением чистого углерода состоит в том, что топливо в процессе нагревания его до температуры воспламенения (600—1000 С) подвергается термическому разложению. При этом выделяются летучие вещества, содержащие много горючих компонентов. Такие компоненты, поступая в нагретую кислородсодержащую газовую среду, сгорают в ней. Выделяется теплота, которая способствует ускоренному прогреванию частиц нелетучего (коксового) остатка топлива и быстрейшему их воспламенению. По химическому составу коксовый остаток — это почти чистый углерод, поэтому ход дальнейшего процесса горения частиц соответствует описанному ранее горению углерода. [c.170]

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]

Устройства для подготовки топлива предназначены для поддержания постоянства его состава путем усреднения, а также для очистки от загрязнений. Для сжигания топлива предназначены форсунки—для жидкого топлива (мазута, реже соляра и тяжелого газойля) и горелки — для газового топлива (газов нефтепереработки, реже природного газа). В форсунках жидкое топливо распыляется водяным паром, механическим воздействием высокого давления или воздухом, во всех случаях должно быть обеспечено хорошее смешение его с воздухом, что необходимо для 1ЮЛНОГО сгорания топлива, уменьшения коксообразо-вания, перегрева и прогара труб. Распыление паром, который является по существу балластом в процессе горения, снижает температуру факела, усиливает коррозию деталей топки, особенно, если топливо содержит сернистые соединения, дает сильный щум, ухудшающий условия труда персонала. Форсунки механического распыления значительно менее шумны, экономичны, но громоздки, сложны, ненадежны, так как при плохой подготовке топлива быстро засоряются. На нефтеперерабатывающих предприятиях широко применяются разработанные Гипронефтемашем комбинированные форсунки типа ГНФ различных модификаций, в которых жидкое топливо распыляется [c.334]

Естественно, что выбор оптимальной производительности горелочных устройств для сжигания мазута с малыми избытками воздуха при умеренных его напорах определяется не только их техническими характеристиками, но и суммарным экономическим эффектом, связанным с применением этих горелок как на существующих, так и на вновь создаваемых котлах с повышенными напряжениями топочного объема. Можно полагать, что при повышении видимого теплового напряжения топочного объема до (400ч-500) 10 ккал м -ч и соответствующем ему уменьшении времени пребывания топлива в реакционном объеме роль возрастания скорости воздушных потоков как фактора, способствующего достижению высокой полноты сгорания топлива при малых избытках воздуха, станет особенно заметной. Вместе с тем данные ВТИ, Башкирэнерго и ЦКТИ [Л. 3-58, 3-61] по изучению степени завершенности процесса горения мазута со сниженными избытками воздуха по высоте топки свидетельствуют о том, что даже при относительно небольшой скорости подачи воздуха в топку мощными горелками повышение ее объемной теплонапряженности до 400-10 ккал я не приводит к существенному возрастанию неполноты сгорания топлива, если средняя скорость газового потока в топке остается сравнительно небольшой. [c.151]

Каждый тип двигателя имеет свои конструктивные особенности, определяющие процесс горения и свойства топлива. В двигателях с искровым зажиганием необходимо предотвратить детонацию и преждевременное воспламенение топлива. В двигателе Дизеля большое значение имеет склонность топлива к самовоспламенению, от которой зависят легкость запуска холодного двигателя и шумность его работы. В газовой турбине важны воспламеняемость топлива, устойчивость пламени и полно та сгорания рабочей смеси. Хотя все эти рабочие процессы по-разному относятся к изменению температуры, давления и времени, тем не менее все они определяются одним и тем жо сновным механизмом окисления топлива. [c.241]

Очень важным в освоении газообразного топлива является период пуска и наладки работы газового оборудования и газо-горелочных устройств. При этом следует учитывать многообразие конструктивных решений организации процесса горения, особенности топок различных котлов и агрегатов, а также режимы работы установок. [c.3]

Термическое разложение компонентов ракетного топлива. Горение твердого ракетного топлива представляет собой сложную совокупность химических процессов, которые начинаются внутри шашки и продолжаются с возрастаюш,ей скоростью на поверхности горения, в конце концов завершаясь на некотором расстоянии от поверхности топлива при достижении термодинамического равновесия в газовой фазе. Зона реакции сопряжена с разрывом физических параметров, а также с большими градиентами температуры и химического состава. Реакции протекают быстро, особенно нри высоких давлениях, которые представляют наибольший интерес. Поэтому точное экспериментальное исследование процесса горения представляет трудную задачу. [c.434]

Так как целесообразность применения газовой турбины зависит от к. п. д. компрессорно-турбинной системы, то последней уделяется больше всего внимания при проектировании и исследовании. Влияние относительно реже рассматриваемых параметров, связанных с процессом горения, показано на рис. 1. Хотя объем потребляемого двигателем воздуха зависит от особенностей характеристик компрессора и турбины, но в общем можно считать, что он изменяется пропорционально числу оборотов двигателя, как п >ка ано на диаграмме А. Повышение температуры при сго-рани 1 должно быть пропорционально соотношению топлива к [c.43]

Гомогенным называется такой процесс, в котором участвуют топливо и окислитель, находящиеся в одинаковом (газовом) агрегатном состоянии и образующие друг с другом однородную смесь. Характерной особенностью гомогенных реакций является то, что они могут протекать в любой точке объема реакционной системы. В отличие от этого гетерогенные процессы сосредоточены в пространственно ограниченных реакционных зонах. Гетерогенным является, в частности, взаимодействие топлива и окислителя, находящихся в разных агрегатных состояниях. Например, реакционная зона при горении твердого топлива в воздухе располагается на поверхности, разделяющей твердую и газовую фазы. Скорость гетерогенных процессов нередко сильнее зависит от интенсивности доставки к реакционной поверхности кислорода и отвода от нее продуктов сгорания (СО2 и т.п.), чем от скорости протекающей на поверхности химической реакции. [c.156]

Для отопительных секционных чугунных котлов как малых размеров (Стрела, Стребеля), так и более крупных (НРч, Универсал , Пламя и др.) успешно применяются подовые диффузионные горелки. Депо в том, что подовые горелки, особенно при наличии нескольких щелевых каналов по всей длине топки, максимально приближают условия горения газового топлива к слоевому процессу горения каменного угля. В то же время конструкции современных чугунных секционных котлов, совершенствуемые в течение нескольких десятилетий, рассчитаны на слоевой процесс сжигания твердого топлива. Применение для этих котлов горелок с сосредоточенным факелом, особенно инжекционных горелок полного предварительного смешения (кинетического типа), приводит к многочисленным авариям из-за появления трещин в секциях в результате неравномерного распределения температур в тонке и возникновения местных тепловых перенапряжений металла. [c.274]

Из выявленной динамики процесса реагирования следует, что основные особенности горения частиц твердого топлива различных размеров проистекают из очень большой разницы в их удельной реакционной поверхности, приходящейся на единицу массы газовой среды, а также из большой разницы в интенсивности тепло- и массообмена частиц с газовой средой. Удельная реакционная поверхность, приходящаяся на единицу массы реагирующей смеси, обратно пропорциональна размеру частиц топлива, коэффициенту избытка воздуха и степени рециркуляции продуктов сгорания. Интенсивность тепло- и массообмена также обратно пропорциональна размеру частиц. [c.359]

При приложении формулы (6.98) к мазутному факелу следует дополнительно учесть особенности формирования аэродинамики и горения двухфазной струи, создаваемой пневматическими форсунками, по сравнению с однофазной газовой струей. Некоторые особенности аэродинамики двухфазных струй были установлены Г. Н. Абрамовичем [6.22]. Он показал, что в зависимости от соотношения количеств движения, вносимых в струю топливом и распылителем, жидкая фаза будет или удлинять, или укорачивать факел по сравнению с длиной факела однофазной струи. Поскольку у пневматических форсунок количество движения, вносимое топливом, невелико, то, согласно формуле (183) [6.22], жидкая фаза оказывает незначительное влияние на процесс перемешивания. Однако это было бы справедливо, если бы поля концентраций однофазной и двухфазной струй, а также углы раскрытия были совершенно тождественными, как принято в работе [6.22]. В действительности указанное тождество далеко не всегда имеет место [6.8, 6.9]. [c.528]

Синтез-газом называется смесь СО и Н2 различного состава, являющаяся исходным полупродуктом для синтеза многих органических соединений. Получаемый в составе синтез-газа водород используется в различных химических и технологических процессах, в том числе как восстановитель. Водород является также одним из перспективных видов топлива, в том числе моторного топлива. Хотя проблема хранения запасов водорода, особенно на транспорте, крайне сложна, экологические преимущества его использования очевидны при его сжигании образуются только пары воды. Кроме того, водород рассматривается как наиболее удобный энергоноситель. Благодаря его низкой вязкости и высокой теплотворной способности передача энергии на большие расстояния путем перекачки по трубопроводам сжиженного водорода экономически более выгодна, чем передача электроэнергии по линиям сверхвысокого напряжения. Водород можно использовать в газовых турбинах, например, вместо природного газа. При этом температура зажигания снижается с обычных 700 до 400°С, что обеспечивает лучший контроль температуры и снижение выбросов НОд. при горении. [c.24]

Рассмотрим вкратце основные закономерности, которым подчиняется процесс горения газового топлива, а также специфические особенности горения природных углеводородных газов. Для правильного наиболее эффективного сншгания газа нужно хорошо представлять механизм его горения и основные факторы, влияюпще на этот процесс. Приводимые ниже сведения имеют направленный прикладной характер. [c.39]

Время пребывания исходных реагентов и промежуточных продуктов реакции, необходимое для их полного окисления, является исключительно важной характеристикой процессов горения топлива и, в особенности, термообезвреживания газовых выбросов. На него оказывают влияние практически любые факторы, которые могут иметь место в процессе термообработки. Теоретических способов нахождения необходимого времени пребывания нет, и поэтому приходится определять его величину ориентировочно по эмпирическим данным. [c.69]

В рассмотренной здесь модели горения твердого топлива учтена возможность радиационных тепловых потерь с поверхности конденсированной фазы, приняты во внимание гомогенные реакции в газовой фазе и газификация на поверхности, которая может протекать либо значительно интенсивнее, чем обратный процесс (незатрудненная газификация), либо быть равновесной, либо иметь промежуточный характер. Розен первым исследовал модель такого типа. Он определил скорости горения твердых ракетных топлив, у которых процесс газификации определяет скорость горения (имеет силу формула (б)), а тепловые потери отсутствуют. Джонсон и Нахбар получили весьма точные значения для величины т, использовав аналогичные предположения относительно процесса газификации, но приняв во внимание излучение с поверхности. При помощи приближенного графического метода Сполдинг [ 1 выявил много качественных особенностей поведения величины т в случае незатрудненной газификации, определяющей скорость горения [формула (6)], и при равновесных условиях на поверхности [формула (12)] как с учетом, так и без учета радиационных тепловых потерь. Об исследованиях, выполненных в предположении о промежуточном характере процесса на поверхности [формула (И)] в литературе не сообщалось. [c.284]

Отсутствие неустойчивости в процессе горения смешанного топлива не получило надежного теоретического объяснения. Можно указать на четко установленную неоднородность состава смсси по длине и поперечному сечению камеры, которая показана на рис. 5.3. В этих условиях центральная часть газового потока занята окислителем и имеет температуру ниже, чем в зоне горения, причем поперечное сечение этой зоны не одинаково. По длине камеры наибольший его размер у головки, а наи- 1еньший — у сопла, где основной состав газов — продукты реакции. Можно полагать, что неоднородность состава, и особенно поля температуры, и является основной причиной, исключающей развитие неустойчивости горения, здесь нет условий для энергетической подпитки образовавшихся волн давления. Наоборот, волны теряют свою энергию, проходя через зону более холодного окислителя. Возникает аналогия с действием гидравлического креста в жидкостных двигателях с неустойчивым горением [1, 2, 20 [c.206]

Потери тепла от химической неполноты горения газообразного топлива могут практически отсутствовать. Однако при неправильной организации процесса горения и отклонениях от оптимальных режимов эти потери иногда достигают весьма значительных величин. При неполном горении газообразного топлива котел в большинстве случаев не дымит, и если нет контроля, эти потери могут остаться незамеченными обслуживаюшим персоналом. Поэтому при эксплуатации котельных установок и особенно при теплотехнических испытаниях определение потерь тепла с химической неполнотой горения, производимое посредством газового анализа продуктов горения, является обязательным. [c.64]

Широко распространенные в промышленной технике топки для газового топлива с факельным горением смесеобразующего типа обладают своими специфическими особенностями. Роль топочной камеры и удачного сочетания ее с горелками в удовлетворительном протекании процесса омесеоб-разования оказывается особенно существенной. Горелка смесительного типа выдает в камеру раздельно (или почти раздельно) потоки топливного газа и воздуха. В лучших случаях топливный газ выходит из устья горелки в смеси с некоторым количество м пер вичного воздуха (фнг. 50). Эта первичная горючая смесь, обладая умеренной суммарной теплоемкостью, требует на свой первоначальный прогрев сравнительно небольшого количества тепла. Таким способом обеспечивается сравнительно раннее начало воспламенения в непосредственной близости от устья, если в этот предварительный нагрев смеси не вмешиваются какие-нибудь достаточно сильные источники холода (холодные поверхности нагрева, расположенные в чрезмерной близости от устья горелки, холодные обратные потоки вторичного потока воздуха, циркулирующие около устья вследствие возникновения вихрей, как это показано на схемах фиг. 50). Зона воспламенения представляет собой, как мы знаем, зону устойчивого поджигания всей горючей смеси, образующейся в данном случае в самой топочной камере и движущейся к выходу из нее. Степень завершенности смесеобразования в пределах такой камеры а, следовательно, и полноты сгорания топлива будет зависеть от того, насколько данная го- [c.138]

Автомобильные компании существенно усовершенствовали двигатели, ввели электронные системы контроля подачи топлива, зажигания, подачи топлива в зависимости от условий езды, контроля газовых выбросов. В автомобильной промышленности получили распространение двигатели с турбонаддувом, с 4-клапанными цилиндрами, со сложноклапанными цилиндрами, что позволило повысить коэффициент избытка воздуха, степень сжатия и стабильность процесса горения, особенно при малых нагрузках двигателя. Автомобильными компаниями разработаны многоточечные устройства впрыска топлива, порционного впрыска [c.8]

В ряде случаев, особенно при переводе на газ некоторых существующих печей и котлов (в частности секционных отопительных), необходимо создать примерно такие же условия в топке, как и при сжигании другого топлива, на котором установка успешно работала ранее. В большинстве случаев газовое топливо позволяет имитировать условия сжигания другого топлива. Например, организация сгорания в сажистом диффузионном факеле позволяет получить его геометрические и тенлообменные характеристики близкими к характеристикам мазутного факела. Сжигание в малосветящемся факеле в случае применения горелок незавершенного предварительного смешения создает условия в топке, близкие к условиям при сжигании пылевидного топлива. Наконец, применение подово-щелевых горелок в известной степени позволяет имитировать слоевой процесс горения. [c.167]

При горении взрывчатых веществ и порохов возможны различные сочетания процессов в конденсированной и газовой фазах. Простейшим в теоретическом отношении является случай, указанный Беляевым [22] и разработанный далее Зельдовичем [23], когда горение происходит в газовой фазе, а поток тепла, приходящий из зоны пламени, вызывает в конденсированной фазе эндотермические процессы испарения. Это пример квазигетерогенного горения, отличающийся от горения жидкого топлива только отсутствием диффузионных процессов. Важная особенность этого процесса, отмеченная Зельдовичем [23], заключается в тепловой инерции конденсированной фазы, обусловленной ее высокой теплоемкостью. При изменении давления режим горения в газовой фазе быстро меняется, а толщина зоны прогрева конденсированной фазы не успевает подстраиваться к этим изменениям. В этом может заключаться механизм пульсаций, наблюдающихся при горении конденсированных фаз в замкнутом объеме. [c.272]

Число газовых горелок, используемых для отопления диклонного реактора, влияет на протяженность зоны горения и на равномерность полей концентрации и температур. Группу горелок следует устанавливать в головной части циклона и желательно в одном поперечном сечении. Применяемое иногда размещение горелок вдоль образующей циклона нецелесообразно, так как связано с искусственным растягиванием зоны горения газа. В этом случае процесс горения совмещается с технологическим, что неизбежно приводит к снижению удельных нагрузок реактора, а в случае огневого обезвреживания сточных вод по указанным выше причинам — к повышенному химическому недожогу, особенно при наличии в сточной воде ингибиторов горения углеводородного топлива. [c.24]

Скорость и полнота сгорания газового топлива, длина факела и температура его пламени практически зависят от скорости и качества перемешивания газа с воздухом, так как сгорание газо-воздушпой смеси происходит во много раз быстрее, чем процесс смесеобразования. Чем тщательнее перемешивание, тем быстрее и полнее будет сгорать газ, короче будет факел и выше температура пламени. Особенно велико значение перемешивания для природных газов, которые имеют меньшую скорость горения (о чем подробнее будет сказано ниже) и требуют для своего сгорания большего количества воздуха по сравнению с искусственными. [c.145]

Процесс горения топлива, как было сказано выше, особенно хорошо протекает в печах беспламенного горения из панельных газовых горелок. В печах, работающих на жидком топливе, число форсунок обычно устанавливают из расчета одна-две форсунки на теплонроизводительность 1 Мкал/ч. На такую же производительность в печах беспламенного горения приходится более тысячи малых форсунок. Мелкие факелы в туннелях и сами туннели имеют очень высокую температуру. Известно некоторое каталитическое действие на процесс горения раскаленной керамики (в данном случае призм) [c.135]

Воспламенение струи пылевоздушной смеси, вдуваемой в топочную камеру, имеет характер вынужденного воспламенения (иначе зажигания) подобно рассмотренному выше для гомогенной газовоздушной смеои. Начинаясь по периферийной поверхности струи, воспламенение постепенно развивается в глубь ее сечения. Первоначальным источником тепла для зажигания струи пылевоздушной смеси служат эжектируемые ею высокотемпературные топочные газы, окружающие вдуваемую струю. Подмешиваясь к внешним слоям струи, топочные газы доводят их до воспламенения. В свою очередь воспламенившиеся элементы потока иылевоздушной смеси служат источником тепла для дальнейшего развития воспламенения в глубь сечения струи. В итоге при зажигании пылевоздушной струи, подобно тому как это наблюдается в струе газовоздушной, возникает фронт воопламенения. Однако следует отметить весьма существенное различие в развитии этого процесса между газо- и пылевоздушными струями. В первом случае при наличии в смеси достаточного для ее сгорания количества кислорода горение (и тепловыделение) завершается в тонком фронте пламени, разделяющем исходную невоопламененную омесь и продукты горения. Во втором случае горение и тепловыделение, начинаясь по франту воопламенения, значительно растягиваются по времени и в пространстве. Вследствие этого существенно замедляется и развитие высоких температур в зоне воспламенения, а скорость распространения фронта воспламенения резко падает по сравнению с гомогенной газовой смесью. В особенности это относится к твердым топливам, бедным летучими. Сгорание летучих, сосредоточенное в зоне фронта воспламенения, сравнительно быстро повышает температуру воспламеняющейся смеси. При большом выходе летучих развивающаяся от их сгорания температура существенно выше уровня воспламенения [c.27]

Металлоорганические соединения ванадия, содержащиеся в остаточном нефтяном тяжелом топливе для газовых турбин, превращаются в окисленную форму в процессе сгорания топлива в камере горения ГТУ. Образовавшиеся окислы ванадия в расплавленном виде, пролетая вместе с продуктами сгорания по газовому тракту ГТУ, способствуют коррозии и зашламле-нию поверхностей облопатывания. Это явление, наблюдаемое в газовых турбинах, работающих на тяжелом жидком топливе, чрезвычайно затрудняет эксплуатацию. Отрицательное влияние ванадия, содержащегося в топливе, на работу ГТУ есть то особенное, в свете которого следует рассматривать всю проблему возможности применения тяжелых топлив для газовых турбин. Поэтому желательно предварительно рассмотреть основные свойства ванадия как химического элемента и свойства некото- [c.57]

Рабочий процесс в воздушно-реактивных двигателях происходит непрерывно в потоке воздуха и газа. При установившемся режиме процессы испарения топлива, смесеобразования и горения топливовоздушной смеси происходят одновременно, испарение и смесеобразование не заканчиваются к моменту поджигания смеси факелом пламени и практически продолжаются в зоне горения. Фронт пламени в камере сгорания должен быть устойчивым на всех режимах работы двигателя. Затухание и срыв пламени могут произойти при чрезмерном обеднении или обогащении рабочей смеси, или же когда скорость газового потока превьнпает скорость распространения фронта пламени. Исходя из особенностей эксплуатации летательных аппаратов и условий рабочего процесса воздушно-реактивных двигателей, для обеспечения надежной и безотказной работы двигателей на всех режимах реактивные топлива должны [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология