Общие сведения
Газовым оборудованием печей и котлов являются горелочные устройства, газовые трубопроводы, трубопроводная арматура.
В основе многих технологических процессов про производству материалов и изделий лежит их тепловая обработка: плавление, обжиг, нагрев. Тепловая обработка осуществляется в промышленных печах, где под воздействием высоких температур материалы и изделия приобретают необходимые свойства.
Газ для промышленных печей является наилучшим видом топлива. При газовом отоплении можно обеспечивать любой режим нагрева материала или изделия как по температурным показателям и скорости процесса, так и по составу газовой атмосферы, в которой осуществляется нагрев. Это является следствием возможности регулирования процесса горения газа в широких пределах. Управление режимом работы печи легко поддается автоматизации. При использовании газа повышается экономическая эффективность установок и улучшаются санитарно-гигиенические условия в рабочих помещениях.
Горелочные устройства
Горелочные устройства являются наиважнейшим элементом системы отопления любого теплового агрегата. Горелочные устройства создаются, как правило, для конкретных тепловых агрегатов с учетом их конструкции и особенностей, происходящих в них технологических процессов. Следует отметить, что работа собственно горелки во многом определяется конструкцией и работой ряда смежных узлов и элементов: горелочного туннеля, систем розжига и контроля факела, управления подачей топлива и окислителя, системы безопасности.
Классификация горелочных устройств
Для подготовки и осуществления сжигания топлива горелочное устройство выполняет следующие функции:
· подготавливает топливо и воздух для горения, придавая им требуемые направления и скорости движения;
· подготавливает горючую смесь (смешивает газовое топливо, воздух);
· стабилизирует горение;
· осуществляет подачу подготовленной горючей смеси или продуктов сгорания в рабочее пространство или топку
Таблица 1. Классификационные признаки горелок и их характеристики
| Классификационный признак | Характеристика классификационного признака |
| Способ подачи компонентов | Подача воздуха за счет свободной конвекции; подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве; инжекция воздуха газом; принудительная подача воздуха от постороннего источника; от встроенного вентилятора; принудительная подача воздуха за счет давления газа(турбинные горелки); инжекция газа воздухом; принудительная подача газовоздушной смеси от стороннего источника |
| Степень подготовки горючей смеси | Без предварительного смешения; с частичной подачей первичного воздуха; с неполным предварительным смешением; с полным предварительным смешением |
| Скорость истечения продуктов сгорания, м/с | До 20 (низкая); свыше 20 до 70 (средняя); свыше 70 (высокая) |
| Характер потока, истекающего из горелки | Прямоточный; закрученный неразомкнутый; закрученный разомкнутый |
| Номинальное давление газа перед горелкой, Па | До 5000 (низкое); среднее (до критического перепада давлений); высокое давление (критический и сверхкритический перепад давлений) |
| Возможность регулирования характеристик факела | С нерегулируемыми характеристиками факела; с регулируемыми характеристиками |
| Необходимость регулирования коэффициента расхода воздуха | С нерегулируемым коэффициентом расхода воздуха (минимальным или оптимальным) |
| Локализация зоны горения | В огнеупорном тоннеле или в камере горения горелки; на поверхности катализатора, в слое катализатора; в зернистой огнеупорной массе; на керамических или металлических насадках; в камере горения агрегата или в открытом пространстве |
| Возможность использования тепла продуктов сгорания | Без подогрева воздуха и газа; с подогревом в автономном рекуператоре или регенераторе; с подогревом воздуха во встроенном регенераторе или рекуператоре; с подогревом воздуха и газа |
| Степень автоматизации | С ручным управлением; полуавтоматические; автоматические |
В горелках без предварительного смешения топливо и воздух подаются непосредственно в горелки. Но в самом устройстве потоке подаваемых сред не контактируют, а только приобретают необходимые скорости и направления истечения в рабочий объем агрегата. Смешение потоков и горение смеси происходит в рабочем объеме по ходу движения струй.
Горелки с улучшенным смешением позволяют почти полностью провести смешение в пределах горелки. В результате этого горение начинает развиваться уже в горелочном тоннеле, а в рабочем пространстве или топке оно лишь завершается.
Горелки с регулируемым смешением позволяют за счет подвижных или сменных элементов изменять характеристики факела в зависимости от требований технологического процесса в печи.
В горелках с полным предварительным смешением топливо смешивается либо с воздухом либо в выносном специальном смесителе, либо непосредственно внутри горелочного устройства. Полное сгорание газа происходит в пределах горелочного туннеля. В рабочее пространство поступают только продукты сгорания.
Горелки такого типа большой тепловой мощности выполняют, как правило, с водяным охлаждением выходных элементов, что снижаем вероятность проскока пламени из горелочного устройства туннеля в смеситель.
Исходя из этих характеристик определяют предпочтительные области применения основных типов горелок.
Трубопроводная арматура
Трубопроводная и технологическая арматура в газовой промышленности - разнообразные приспособления и устройства, монтируемые на трубопроводах, резервуарах, аппаратах, приборах и предназначенные для управления потоками рабочей среды (газообразная, жидкая, газожидкостная, порошкообразная и др.).
Большое число видов арматуры состоит из запорного или дроссельного устройства и привода. Запорное или дроссельное устройство состоит из корпуса с присоединительными концами, внутри которого относительного его седел перемещается затвор, при это площадь прохода для рабочей среды изменяется, что сопровождается изменением гидравлического сопротивления. В запорных устройствах поверхности затвора и седла, соприкасающиеся во время отключения частей трубопровода, называются уплотнительными; в дроссельных устройствах поверхности затвора и седла, образующие регулируемый проход для среды, называются дроссельными.
При монтаже и эксплуатации трубопроводной и технологической арматуры должны выполняться требования, указанные в паспортах этой арматуры и руководствах по сооружению и монтажу трубопроводов, резервуаров и аппаратов, устанавливаемых на объектах газовой промышленности.