ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО И ИХ СГОРАНИЕ

Steam, его создание и использование от Babcock & Компания Wilcox входит в серию книг HackerNoon. Вы можете перейти к любой главе этой книги здесь. ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО И ИХ СГОРАНИЕ

ГАЗОВОЕ ТОПЛИВО И ЕГО СГОРАНИЕ

Из газообразного топлива, используемого для производства пара, наиболее распространенными являются доменный газ, природный газ и побочный коксовый газ.

Доменный газ, как следует из его названия, является побочным продуктом доменной печи черной металлургии. Газификация твердого топлива в доменной печи происходит, во-первых, за счет сгорания кислородом дутья; 2-й, через контакт с раскаленной рудой (Fe2O3 + C = 2 FeO + CO и FeO + C = Fe + CO); и, в-третьих, посредством CO2, либо образовавшегося в процессе восстановления, либо выведенного из карбонатов, загружаемых в виде руды или флюса.

Примерно 90 процентов топлива, потребляемого во всех доменных печах США, представляет собой кокс. Расход кокса на тонну выплавляемого железа колеблется от 1600 до 3600 фунтов на тонну 2240 фунтов железа. Это потребление зависит от качества угля, природы руды, качества производимого чугуна, а также оборудования и управления заводом. Средний расход, который приблизительно соответствует обычным условиям, составляет 2000 фунтов кокса на брутто-тонну (2240 ​​фунтов) чугуна. Газ, производимый в газовой печи на тонну чугуна, получают из массы газифицированного связанного углерода, массы кислорода в сочетании с восстановленной шихтой, массы газообразных составляющих флюса и массы подаваемого воздуха. от дутьевого двигателя и веса летучего горючего, содержащегося в коксе. Обычно этот вес газа примерно в пять раз превышает вес сожженного кокса, или 10 000 фунтов на тонну произведенного чугуна.

За исключением небольшого количества углерода в сочетании с водородом, например метана, и очень небольшого процента свободного водорода, обычно менее 0,1 процента, теплотворная способность доменного газа обусловлена ​​содержанием CO, которое при соединении с достаточным количеством кислород при сжигании под котлом сгорает до CO2. Теплотворная способность такого газа будет варьироваться в большинстве случаев от 85 до 100 Б.т. ты. за кубический фут при стандартных условиях. В современной практике при подогреве дутья с помощью воздухонагревателей для этой цели используется примерно 15 процентов общего количества газа, оставляя 85 процентов от общего количества для использования под котлами или в газовых двигателях, т. е. примерно 8500 фунтов газа на тонну произведенного чугуна. В современной доменной печи газ обычно служит единственным необходимым топливом. В Таблице 49 приведены анализы нескольких проб доменного газа.

До недавнего времени важным фактором при сжигании доменного газа была мощность, которую можно развивать, практически не уделяя внимания аспекту эффективности. Эта фаза вопроса в настоящее время привлекает внимание, и требуются печи, специально разработанные для обеспечения высокой эффективности работы с этим классом топлива. Существенной особенностью является достаточное пространство для горения, в котором сгорание газов может быть практически завершено до того, как они попадут на поверхности нагрева. Газы обладают способностью полностью сгорать после удара о поверхности нагрева при условии, что начальная температура достаточно высока, но если сгорание завершается раньше этого времени, получаемые результаты более удовлетворительны. Объем печи примерно от 1 до 1,5 кубических футов на номинальную мощность котла обеспечит достаточное пространство для горения.

Там, где существует вероятность сбоя в подаче газа или когда при остановке доменной печи требуется пар, следует установить угольные колосники достаточного размера для получения необходимой производительности. Там, где не требуются полноразмерные колосники, следует устанавливать запальные решетки, размер которых должен быть достаточным только для того, чтобы поддерживать огонь для зажигания газа или для образования небольшого количества пара при остановке доменной печи. Площадь таких решеток не имеет прямого отношения к размеру котла. Решетки могут быть размещены непосредственно под газовыми горелками в стандартном положении или могут быть размещены между двумя перемычками позади газовой печи и разжигаться со стороны котла. Заявлено преимущество стандартного положения решетки в том, что оно сводит к минимуму опасность взрыва при повторном возгорании газа после временного прекращения подачи, а также в том, что значительное количество грязи, которой в этом классе решеток много, топливо, которое трудно удалить, оседает на огне и удаляется при тушении пожара. В любом случае, независимо от расположения колосников, следует предусмотреть достаточные возможности для удаления этой пыли не только из печи, но и из установки в целом.

Горелки доменного газа делятся на два основных типа: те, в которых воздух для горения подается вокруг самой горелки, и те, в которых этот воздух подается через горелку. Какой бы ни была конструкция горелки, необходимо предусмотреть возможность независимого регулирования подачи воздуха и газа. Газовое отверстие площадью 0,8 квадратных дюйма на номинальную мощность позволит котлу развивать свою номинальную мощность при давлении газа в основном около 2 дюймов. Это давление обычно составляет от 6 до 8 дюймов, поэтому отверстия вышеуказанного размера пригодны для обычных перегрузок. Площадь воздушных отверстий должна составлять от 0,75 до 0,85 квадратных дюймов на номинальную мощность. Хорошие результаты можно получить, слегка наклонив газовые горелки вниз, к задней части печи. Если горелки располагаются над решетками для сжигания угля, их следует устанавливать достаточно высоко, чтобы обеспечить место для ручного розжига.

Обычно для соответствующие мощности достаточно велики для этого класса работ. Такая дымовая труба обеспечит тягу, достаточную для того, чтобы котел мог работать на 175 процентов от его номинальной мощности, а за пределами этой точки мощность не будет увеличиваться пропорционально тяге. Когда к дымовой трубе подключено более одного котла, тяга, доступная на заслонке, должна быть эквивалентна той, которую давала бы отдельная дымовая труба высотой 130 футов. Тяга из такой трубы необходима для поддержания всасывания при любых условиях во всех частях установки. Если тяга превышает ту, которую дает такая дымовая труба, возникают трудности из-за избытка воздуха для горения с последующей потерей эффективности.

Плохое перемешивание или движение полос в печи может привести к пульсирующему эффекту газов в печи. Иногда эту проблему можно исправить, подав в печь больше воздуха. Учитывая возможность пульсирующего действия газов при определенных условиях, а также затяжек или взрывов, установки для этого вида работ должны быть тщательно сконструированы, тщательно закреплены и закреплены.

Природный газ. Природный газ из разных местностей значительно различается по составу и теплотворной способности. В Таблица 50 приведен ряд анализов и теплотворных показателей природного газа. из разных мест.

В некоторых населенных пунктах это топливо в значительной степени используется для производства пара, хотя его использование, по-видимому, сокращается. Лучше всего его сжигать, используя большое количество небольших горелок, каждая из которых способна выдерживать номинальную номинальную мощность 30 лошадиных сил. Использование большого количества горелок исключает опасность образования полос или паяльных трубок, которые могут возникнуть при использовании больших горелок. Обычно такой газ на входе в горелки находится под давлением около 8 унций. В целях сравнения все наблюдения должны быть основаны на газе, приведенном к стандартным условиям температуры и давления, а именно 32 градусам по Фаренгейту и 14,7 фунтам на квадратный дюйм. Когда известны температура и давление, соответствующие показаниям счетчика, объем газа при стандартных условиях можно получить путем умножения показаний счетчика в кубических футах на 33,54 P/T, где P равно абсолютному давлению в фунтах на квадратный дюйм, а T равна абсолютной температуре газа на счетчике. При испытаниях котлов испарение всегда следует снижать до уровня на кубический фут газа при стандартных условиях.

Если природный газ является единственным топливом, горелки должны быть равномерно распределены по нижней части передней части котла. Если топливо используется в качестве вспомогательного средства к углю, горелки можно размещать через фронт огня. Большое пространство для сгорания имеет важное значение, и объем 0,75 кубических футов на номинальную мощность дает хорошие результаты. Горелки должны иметь конструкцию, обеспечивающую вращательное движение газа и воздуха для обеспечения правильного смешивания. Иногда в печи на расстоянии примерно 3 футов от горелок помещают клетчатую стенку, чтобы разбить пламя, но при хорошей конструкции горелки в этом нет необходимости. Если газ сжигается отдельно и решетки не установлены, хорошие результаты можно получить, наклонив горелку вниз и назад под небольшим углом.

Побочный коксовый газ. Побочный коксовый газ представляет собой продукт деструктивной перегонки угля в дистилляционной или побочной коксовой печи. В аппаратах этого класса газы, вместо того, чтобы сжигаться в месте их возникновения, как в улье или ретортной коксовой печи, отбираются из печи через приемную трубу, охлаждаются и выделяются в виде побочных продуктов смолы, аммиака, осветляющих веществ. и топливный газ. Определенная часть газового продукта сжигается в печах, а остальная часть используется или продается для целей освещения или топлива, причем методы использования газа различаются в зависимости от режима работы завода и местности.

В Таблице 51 приведены анализы и теплотворная способность некоторых образцов побочного кокса. печной газ, используемый в качестве топлива.

Этот газ по теплоте сгорания ближе к природному газу, чем доменный газ, и в целом замечания о правильных способах сжигания природного газа и особенностях, которые необходимо учитывать при проектировании печей, справедливы и для побочного коксового газа. .

Существенная разница в сжигании двух видов топлива заключается в давлении, под которым оно достигает газовой горелки. Если в случае природного газа это обычно составляет от 4 до 8 унций, то в случае побочного коксового газа это примерно 4 дюйма воды. Это обуславливает необходимость использования газовых отверстий в горелках для последнего класса топлива, чем для первого.

Побочный коксовый газ поступает в горелки насыщенным влагой и необходимо предусмотреть продувку воды конденсата. Этот газ также содержит большое количество смол и углеводородов, которые образуют отложения в горелках, и необходимо предусмотреть возможность их очистки. Лучше всего это достигается с помощью приспособления, позволяющего продувать горелки паром.

О книжной серии HackerNoon: мы предлагаем вам наиболее важные технические, научные и познавательные книги, являющиеся общественным достоянием.

Эта книга является общественным достоянием. Бэбкок и amp; Компания Уилкокс (2007). Steam, его создание и использование. Урбана, Иллинойс: Проект Гутенберг. Получено https://www.gutenberg.org/cache/epub/22657/pg22657-images.html.

Эта электронная книга предназначена для использования кем угодно и где угодно, бесплатно и практически без каких-либо ограничений. Вы можете скопировать ее, отдать или повторно использовать в соответствии с условиями лицензии Project Gutenberg, включенной в данную электронную книгу или на сайте www.gutenberg.org< /a>, расположенный по адресу https://www.gutenberg.org/policy/license.html.. эм>