Аэродинамика топки

Основными факторами, от которых зависит количество горючих в образующихся золовых остатках в промышленных агрегатах, являются температура в топочной камере, время пребывания частиц топлива в топке, размеры частиц, концентрация окислителя и аэродинамика топки. Направляемая в топку смесь сланцевой пыли с воздухом быстро воспламеняется (рис. 4-10). В результате бурного горения летучих вблизи горелки образуется высокотемпературная зона, которая способствует дальнейшему развитию процесса горения. Так, например, из рис. 4-10 вытекает, что температура факела иа расстоянии 0,8— 1,0 м от устья горелки равна 1000—1200°С. Время, необходимое для воспламенения и выгорания летучих, в промышленных топках не превышает 0,10—0,15 с. При пылевидном сжигании эстонских сланцев в топке парогенератора ТП-17 время пребывания частичек топлива в топочном объеме при полной нагрузке агрегата равно примерно 4,5 с (без учета застойных и циркуляционных зон), а при нагрузке 50% от номинальной —около 6 с. Время пребывания в топочном пространстве тех частиц, которые сепарируются из основного потока и выпадают в топке, меньше. [c.79]

Существенное влияние на среднеинтегральные значения степени неизотермичности факела оказывает тепловая нагрузка топки. Независимо от вида сжигаемого топлива и аэродинамики топки среднеинтегральное значение степени неизотермичности факела с повышением теплонапряженности топки уменьшается. Это видно из рис. 8-7. Снижение степени неизотермичности факела с увеличением теплонапряженности поперечного сечения топки объясняется увеличением турбулентности топочной среды с повышением др, так как последняя является параметром, косвенно характеризующим скорость газов в поперечном сечении топки, В зависимости от типа топочного устройства увеличение др от [c.177]

Наиболее оптимальной необходимо считать такую аэродинамику топки, которая обеспечивает минимальную скорость роста золовых отложений при минимально возможной степени неизотермичности факела. [c.192]

Эффективность и экономичность сжигания твердого топлива в камерных топках во многом определяются типом и компоновкой горелочных устройств. Конструкция горелки оказывает большое влияние на условия воспламенения поступающей в топку пылевоздушной смеси,, аэродинамику топки, интенсивность теплообмена, характер превращения неорганического вещества топлива и интенсивность загрязнения экранных труб золовыми отложениями. [c.291]

Не следует упускать из виду трудности строго равномерного распределения подачи топлива и воздуха по многочисленным горелкам парогенератора. В связи с этим обычно стремятся создать такую аэродинамику топки, которая обеспечивает массообмен продуктов сгорания (полного и неполного) с избыточным окислителем при недостаточно равномерном распределении потоков по отдельным горелкам и даже при значительном присосе воздуха из атмосферы через неплотности топок, вследствие чего приходится работать со сниженной подачей воздуха в горелки (по сравнению с теоретически необходимым количеством), т. е. при аг<1. Более детально эти вопросы рассмотрены в гл. 9. [c.69]

Размещение вторичных излучателей в топочной камере изменяет ее аэродинамические характеристики. Однако исследование влияния вторичных излучателей на аэродинамику топки котлов малой производительности и теплообмен в ней не производилось. В работах [Л. 59, 67] указывается, что установка вторичных излучателей повышает теплообмен в топочной камере. [c.59]

Исходя из того, что светимость факела можно изменять в зависимости от качества смешения топлива с воздухом, естественно возникает вопрос, какой факел выгоднее иметь в топках для интенсификации теплообмена. В литературе по этому вопросу имеются диаметрально противоположные точки зрения. Очевидно, что при одинаковых температурах светящееся пламя обеспечит более интенсивное излучение по сравнению с несветящимся. Однако при сжигании газа несветящимся пламенем достигается более высокая максимальная температура, располагающаяся в непосредственной близости от устья горелки (см. 2). В работах ЦКТИ и др. [Л. 28, 34, 35] четко показано, что соотношение между температурами газов, покидающих топку при светящемся и несветящемся пламени, может быть различным в зависимости от расположения максимума температуры, нагрузки топочного объема и доли объема занятой светящейся частью пламени. Как будет показано дальше, еще более существенное влияние на температуру продуктов сгорания, покидающих топку, оказывает аэродинамика топки, тесно связанная с типом и компоновкой горелок, а также наличие или отсутствие топке вторичных излучателей. [c.67]

При установке вторичного излучателя необходимо размещать его так, чтобы не ухудшалась аэродинамика топки, т. е. заполнение топочной камеры факелом. Невыполнение этого условия может ликвидировать преимущества, связанные с установкой вторичного излучателя. [c.69]

Основой процесса горения топлива в камерной топке являются химические реакции его горючих элементов с кислородом, причем эти реакции протекают в потоке и в сложных условиях в сочетании с рядом физических процессов, накладывающихся на основной химический процесс. Такими процессами являются движение подаваемых в топочную камеру составляющих горючую смесь газовых и твердых или жидких диопергир ованных веществ в системе струй и потоков в ограниченном Пространстве топочной камеры с развитием вторичных, в том числе и вихревых, течений, в совокупности образующих сложную структуру аэродинамики топки конвективный перенос, турбулентная и молекулярная диффузия исходных веществ и продуктов реакции в газовом потоке, а при сжигаиии твердых и жидких топлив также перенос газовых реагентов к диспергированным частицам передача тепла, выделяющегося в ходе химических реакций, в газовом потоке и от газовой среды к экранным поверхностям, размещаемым в топочной камере. [c.4]

В 4 было показано, что установка вторичного излучателя изменяет аэродинамику топки. В связи с этим, естественно, возникает вопрос, только ли за счет излучения горки возросло количество тепла, переданное в топке, или на это также повлияло изменение аэродинамики топочной камеры. Ответ на поставленный вопрос дают кривые [c.72]

При входе в экранированную часть топочной камеры температура продуктов горения при номинальной нагрузке котла в опытах с горкой (кривая 2, рис. 31) оказалась ниже, чем без нее (кривая /). Это объясняется тем, что горка, восприняв часть тепла от факела конвекцией и излучением, затем передала его экранным поверхностям нагрева котла излучением, в результате чего и произошло понижение температуры продуктов горения, несмотря на наличие горки, которая ухудшила аэродинамику факела и привела к заметному повышению температуры у задней стены топки. Следовательно, эффективность работы горки была бы еще выше, если бы из-за ухудшения аэродинамики топки не произошел рост температуры продуктов горения у задней стены при входе в экранированную часть топочной камеры. [c.74]

На основании приведенных результатов экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы относительно влияния аэродинамики топки с фронтальными горелками на процесс горения. Наличие вихрей у корня факела способствует зажиганию. Из вихрей горячие газы увлекаются в факел, нагревают горючую смесь и подготовляют ее к воспламенению. По количеству газов, поступающих в корень факела, основным для обеспечения зажигания является нижний вихрь. Однако- [c.424]

Природный газ, в отличие от других видов топлива, позволяет в широких пределах выбирать не только наивыгоднейшую аэродинамику топки, но также и рациональные геометрические характеристики факела. Поэтому для каждого типа промышленной огнетехнической установки, а подчас для каждого конкретного случая должны быть проанализированы и выбраны наиболее эффективные приемы сжигания газового топлива. [c.163]

Рис. 20-2. Аэродинамика топки с фронтальными прямоточными горелками. Фотоснимок через боковую стенку топки при искровом моделировании.

В связи с полученными результатами при реализации нестехиометрического сжигания в топке котла ТПЕ-430 с одноярусным расположением плоскофакельных горелок по встречной компоновке был принят другой подход, учитывающий специфику аэродинамики топки и заключающийся в следующем. Необходимо, чтобы восстановительные и окислительные зоны при организации нестехиометрического сжигания сохраняли свою индивидуальность не только на горизонтальном участке факела, но и в течение некоторого времени после лобового соударения. В этом случае основное выгорание топлива будет происходить в удлиненных восстановительных и окислительных факелах, что дает возможность подавить образование N0 до того, как произойдет смешение потоков и выравнивание содержания кислорода в продуктах сгорания. [c.95]

Недостатки в работе топок с фронтальными горелками проистекают из неудовлетворительной аэродинамической организации топочного процесса. Аэродинамика топки с фронтальными щелевыми горелками, исследованная на воздушных моделях, представлена на рис. 20-2 и 20-3. [c.423]

При установке горелок под некоторым углом вверх аэродинамика топки качественно не изменяется, только вихрь в холодной воронке становится менее мощным. [c.424]

Рис. 20-5. Аэродинамика топки с встречными щелевыми горелками при равенстве количеств движения встречных струп.

Рис. 20-6. Аэродинамика топки при неравенстве количеств движения встречных струй.

Ниже дано описание аэродинамики топки с угловыми горелками при указанных трех способах компоновки горелок на основании результатов экспериментальных исследований на изотермических моделях и приведены основные характеристики их работы. [c.435]

Аэродинамика топки была исследована на воздушной модели. Учитывая симметрию в горизонтальном сечении топки по оси горелок поток можно разбить на полосы шириной 2Во (рис. 20-М), в каждой из которых картина течения повторяется. [c.438]

Рис. 20-12. Аэродинамика топки с встречно-смещенными струями.

В соответствии с описанной аэродинамикой топки с встречно-смещенными струями, которая была изучена на воздушной модели, процесс горения в ней можно представить протекающим следующим образом. При стационарном горении в топочной камере между факелами двух смежных встречно-смещенных пылевоздушных струй щелевых горелок Л и 5 образуется продолговатый вихрь продуктов горения, изображенный замкнутыми линиями тока 4—5 (рис. 20-13). [c.441]

Анализ экспериментального материала показал, что наибольшая неравномерность распределения тепловых потоков наблюдается на боковых экранах. Такой характер распределения тепловых потоков обусловлен аэродинамикой топки (формой и условиями развития факела). [c.394]

Выбор способа сжигания газа, организация аэродинамики топки или рабочего объема далеко не безразличны, так как свойства и условия формирования факела горящего газа приводят к разным температурным режимам и тепловым эффектам процесса. Поэтому для каждого типа теплотехнической установки, а подчас и для каждого конкретного случая должны быть проанализированы и применены наиболее выгодные приемы сжигания газа. [c.21]

В процессе сжигания топлива и образования газовоздушной смеси теплоносителя в топке создаются турбулентные потоки, поэтому аэродинамику топки следует рассматривать исходя из основных закономерностей турбулентного течения. [c.8]

Природный газ, в отличие от других видов топлива, позволяет в широких размерах выбирать не только наивыгоднейшую аэродинамику топки, но также радиационные и геометрические характеристики факела. Поэтому нельзя рекомендовать тот или иной способ сжигания газа, те или иные конструкции горелок в отрыве от специфических особенностей промышленной установки. Для каждого типа промышленной огнетехнической установки, а подчас для каждого конкретного случая должны быть проанализированы и выбраны наиболее эффективные приемы сжигания газового топлива. [c.64]

Интенсификация теплообмена в топочных камерах котлов малой производительности возможна за счет применения таких новых компоновок горелок, которые бы коренным образом изменили аэродинамику топки и создавали возмон ность рационального размещения вторичных излучателей. В качестве примера на рис. 3, г показана потолочная компоновка горелок на котле Универсал-6 . [c.416]

Практические мероприятия по улучшению аэродинамики топки для борьбы с шлакообразованиями в пылеугольны.х топках сы. в статьях Панасенко, Лебедева, Киселева, Кисе.1ьгофа, Ойвина и др. [Л. 103 . [c.291]

Плохая управляемость всякой топки, а тем более топки камерного сжигания, приводящая к стихийному развитию паразитических явлений, сопутствующих основному рабочему процессу, всегда является следствием плохой организации аэродинамической основы этого процесса. Возможно поэтому, что более продуманная аэродинамика топки позволит вернуться к фонтанному принципу и применить его на практике в более рациональной форме для сжигания кроЩкообразного топлива. Нам цредставляется, что нет серьезных оснований считать невозможным и нерациональным применив принципа двухступенчатого очага горения с хорошо стабилизированной второй, камерной ступенью при использовании фонтанного принципа как основы организации первичной ступени, например, по схеме фиг. 26-21. С точки зрения развития механизированных методов сжигания твердого топлива попытка создания такого типа фонтанной топки представляется нам целесообразной. [c.311]

Резюмируя полученные данные, отметим, что независимо от вида сжигаемого топлива средняя степень неизотермичности факела в камерных топках имеет меньшее значение при угловом и танген-сивном расположении, а большее значение при фронтальном расположении горелок (особенно в топке с открытыми амбразурами). Увеличение теплонапряженности при данной аэродинамике топки всегда приводит к уменьшению средней степени неизотермичности факела. [c.178]

С переходом на сушонку в расчетах принимается уменьшение коэффициента избытка воздуха в топке и соответственно в уходящих газах. Это оправдано возможностью создания более совершенной аэродинамики топки благодаря отсутствию сбросов воздуха в топку и меньшим содержанием водяных паров в топочных газах за счет сжигания сушонки. Потеря тепла от механического недожога снижается в результате более энергичного воспламенения пыли и более высоких температур ее горения. Одновременно повышается культура эксплуатации котельной, благодаря чему эксплуатационный к. п. д. котельной приближается к парадным к. п. д. парогенераторов, полученным при испытаниях. Последнее достигается преимущественно за счет улучшения работы топки в результате стабилизации качества сжигаемого топлива, более равномерной подачи пыли в топку и лучших условий для автоматизации процесса горения. [c.237]

Работы посвящены стсвдовы.м исследованиям процесса горенпя в циклонной топке и изучению аэродинамики топки в условиях холодной модели и при горении. В опытах получены весьма высокие показатели работы циклонных топок, характеризующиеся значительными объемными тепловыми напряжениями и малыми значениями необходимых избытков воздуха. Изучены факторы, влияющие на режим шлакования. Исследовано также влияние конструктивных параметров на гидравлические сопротивления и аэродинамику топки. [c.552]

Фотографический снимок (рис. 20-2), сделанный со стороны прозрачной боковой стенки модели при искровом моделировании, позволяет составить представление об общей аэродинамике топки. От горелок факел движется горизонтально, ударяется в заднюю стенку и делится на два потока. Один из них опускается вниз, образуя вихрь, занимающий всю холодную воронку, и вновь поступает в факел вблизи передней стены. Второй поток вдоль задней стены поднимается вверх. На начальном участке факел эжектирует газы из окружающей среды, создавая некоторое разрежение. Под действием появляющегося перепада давления избыточное количество газа отделяется от потока и направляется к фронтовой стене, компенсируя расход газа из окружающей среды в факел. Так образуется второй вихрь в топке над факелом в области, примыкающей к фронтовой стене. Основное количество газа, соответствующее расходу через горелки, из восходящего потокг направляется на выход из топки. [c.423]

Таким образом, в аэродинамике топки с фронтальным расположением горелок можно выделить три ярко выраженные зоны большой верхний вялый вихрь, примыкающий к фроктовой стене, нижний активный вихрь, занимающий холодную воронку, и узкая полоса шириной примерно в одну треть глубины топки, по которой вверх движется основной поток. [c.424]

Рис. 20-5 и 20-6 дают представление об аэродинамике топки с встречным расположением прямоточных горелок на фронтовой и задней стенах. Изображенные на них поля скоростей получены в экспериментальных исследованиях на воздушной модели. По истечении из горелок струи эжектируют газ из окружающей среды, в результате чего расход в них увеличивается. При равенстве начальных количеств движения встречные потоки соударяются в центре топки (рис. 20-5) при практически одинаковых скоростях в них и суммарном расходе, равном в рассматриваемом случае 1,88(Зо, где Со — начальный расход газа через горелки. В месте соударения в результате торможения динамический напор трансформируется в статическое давление. Под действием образовавшегося перепада давления общий поток растекается вверх и вниз с повышенными скоростями и вследствие этого с малым заполнением сечения топки восходящий поток занимает 0,57 сечения топки, причем 0,37 сечения топки занимает основной поток, В месте разветвления расход в восходящем потоке Ов составляет 1,3250о, а в нисрсодящем Охв —0,55(Зо. По мере движения восходящий поток расширяется. Однако полного заполнения топки не достигается. На уровне перехода в горизонтальный газоход степень заполнения сечения топки восходящим потоком составляет 0,86, причем на основной поток приходится 0,68 сечения топки. Максимальная скорость в этом сечении составляет 0,36 Вследствие неполного заполнения сечения камеры над горелками у фронтовой и задней стен развиваются вихри. Часть восходящего потока с расходом Оо направляется на выход из топки. Избыточный расход рециркулирует, образуя у стен в области над горелками два больших вихря, каждый из которых занимает до 0,3—0,35 глубины топки и распространяется почти по всей высоте топки. Расход в них соответственно составляет 0,181 (Зо и 0,144(Зо. [c.428]

Диагональная компоновка. Оси всех горелок пересекаются в центре топки, факелы образуют две эффективно действующие Друг на друга группы струй (рис. 20-8,6). Первая группа образуется струямн, вытекающими из горелок 1 и 2, а вторая — струями из горелок 3 и 4. Взаимодействие этих групп струй определяет характеристику аэродинамики топки. В квадратной (в плане) топке при одинаковом количестве движения вытекающие из сопл струи распространяются вдоль своих осей и соударяются в центре топки. В топке, имеющей в плане прямоугольное сечение, струи каждой группы до столкновения в центре топки сливаются в единый поток. Под действием повышенного давления в центре топки, образующегося в результате удара струй, от места столкновения вверх и вниз устремляются потоки с большой скоростью. Область у стенок непосредственно над факелами занята значн-тельными вихревыми зонами. [c.436]

Во второй зоне, находящейся выше первой, где температура газов снижается, а вязкость шлака увеличивается, шлак теряет текучесть и становится липким. При отложении шлака на топочных экранах ухудшается их тепловосприятие, затрудняется эксплуатация и понижается иадежность работы топки. Для нормальной работы топки необходимо, чтобы вторая зона, являющаяся переходной между 1-й и 3-й зонами, отсутствовала или была сокращена до минимальных размеров. Шлакование в переходной зоне должно быть предотвращено рациональной организацией топочного процесса и аэродинамики топки. [c.456]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология