Задание на курсовую работу
По дисциплине: Технология сжигания газа
Студенту Помогайбиной Полине Константиновне 4 курса, группа № 3, вариант № 10
1. Тема работы и исходные данные: «Поверочный расчёт газовой горелки»____________
Тип горелки: ГНП-3 с принудительной подачей воздуха. Мощность горелки: 200 кВт. Месторождение газа: Саратов-Москва. Температура газа: + 15 °С. Температура воздуха: +17 °С. Коэффициент избытка воздуха: 1.1. Давление воздуха: 2 кПа. Сопротивление воздушного тракта: 1 кПа.
2. Задание на специальную разработку нет
3. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):
1. Описание горелки, её назначение и область применения_________________________
2. Определение расхода газа___________________________________________________
3. Расчёт расхода воздуха и состава продуктов сгорания___________________________
4. Определение расхода воздуха и выбор вентилятора_____________________________
4. Перечень обязательного графического материала (с точным указанием обязательных чертежей): Чертёж горелки А1___________________________________________________
5. Рекомендуемая литература и материалы:
1. А. А. Винтовкин, М. Г. Ладыгичев, В. Л. Гусовский, Т. В. Калинова: справочник «Горелочные устройства промышленных печей и топок (конструкции и технические характеристики)» - М.; «Интермет Инжиниринг» - 1999 г.
2. А. А. Ионин: «Газоснабжение», учебник для вузов – 4-е издание, переработанное и дополненное – М.; Стройиздательство 2006 г.
3. В. П. Михеев, Ю. П. Медников: «Сжигание природного газа», Ленинград, издательство «Недра» - 1975 г.
6. Срок сдачи задания «8 » апреля 2016 г.
7. Дата выдачи задания «11 » февраля 2016 г.
Руководитель______________________
Задание принял к исполнению «11 » февраля 2016 г.
Студент __________________________
Описание горелки, ее характеристики и область применения.
Горелки низкого давления типов ГНП предназначены для сжигания природного и сжиженного газов в печах, сушилках и других тепловых агрегатах. Горелки двухпроводные с принудительной подачей воздуха. Устойчивое зажигание и горение факела обеспечивается туннелем горелочного камня. Горелки могут применяться в тепловых агрегатах, имеющих диапазон температур 400-1300ºС.
Горелки типа ГНП рассчитаны на сжигание природного и сжиженного газа, при этом меняют только газовое сопло. Горелки могут работать с воздухом, подогретым до 500оС. Разработано 9 типоразмеров горелок, каждый из которых может иметь сопла типов А и Б для природного и сжиженного газов. Горелки выполнены из литых деталей и крепятся к печи с помощью горелочной плиты. Горелки для природного газа низкого давления типа ГНП показаны на рисунке 1.
Обозначение горелок включает индекс типа горелок, номер типоразмера и тип газового сопла (А или Б) для природного (П) или сжиженного (С) газа. Например, обозначение горелки ГНП-5АП расшифровывается так: горелка для природного газа низкого давления типоразмер 5 с многоструйным газовым соплом типа А для природного газа.
Горелка низкого давления типа ГНП с принудительной подачей воздуха и центральной подачей газа предназначена для использования в топочных устройствах со значительными тепловыми напряжениями. В этих горелках предусмотрено закручивание потока воздуха с помощью лопаток.
Выбор горелки осуществляют следующим образом: сначала в зависимости от необходимой пропускной способности горелки по газу, виду применяемого газа, его давления перед горелкой и типа выбранного сопла по графикам определяют типоразмер горелки, а затем для выбранного типоразмера горелки в зависимости от пропускной способности горелки по газу и вида применяемого газа по графикам находят необходимое давление воздуха перед горелкой.
Рисунок 1.
Температура факела при различных горелках, работающих в геометрически подобных системах и при равных тепловых напряжениях сечения топочного объема, различаются сравнительно мало. Однако при сжигании газа горелками большего размера максимум температур располагается ближе к передней снеке камер сгорания.
Газ входит в горелку через патрубок и истекает с определенной скоростью из сопла. Воздух в горелку подают под давлением. Перед входом в носик горелки он закручивается. Смешение газа с воздухом начинается внутри горелки при выходе газа из сопла и интенсифицируется закрученным потоком воздуха. При многоструйной подаче газа (наконечник А) процесс образования смеси протекает быстрее и газ сгорает в коротком факеле. Горелку устанавливают совместно с керамическим туннелем, служащим стабилизатором горения.
Горелки этого типа используют в нагревательных печах металлургической промышленности, сушильных печах, в топках малых котлов и других аппаратах с небольшим объемом топки.
Горелки могут работать на холодном и горячем воздухе. При работе на горячем воздухе расход газа при тех же давлениях снижается в зависимости от температуры воздуха до величин
Основными положительными качествами горелки являются:
– простота и компактность конструкции;
– возможность работы при низких давлениях газа и воздуха;
– широкие пределы регулирования производительности горелки.
2. Расчет материального баланса процесса сжигания природного газа.
Теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 м3 природного газа определяется по формуле:
Подставив имеющиеся значения, получим:
Содержание оксидов серы и углерода в продуктах полного сгорания определяется по формуле:
Подставляя имеющиеся данные, получим:
Объем азота, содержащегося во вносимом воздухе и в природном газе, определяется по следующей формуле:
Подставляя имеющиеся данные, получим:
Объем водяных паров, содержащихся в продуктах полного сгорания, определяется по формуле:
где dт – влагосодержание газообразного топлива, принимаем равным 10 г/м3.
Подставляя имеющиеся данные, получим:
Теоретический объем продуктов сгорания равен:
Действительный объем продуктов сгорания рассчитывается по формуле:
